第一章第三節(jié)土壤性質(zhì)土壤溶液和土壤熱性質(zhì)

1、土壤溶液土壤溶液 土壤中溶解在土壤水中的各種可溶性鹽類、氣體、腐土壤中溶解在土壤水中的各種可溶性鹽類、氣體、腐 殖質(zhì)等物質(zhì)與水分一起組成土壤溶液殖質(zhì)等物質(zhì)與水分一起組成土壤溶液。 土壤溶液的成分與濃度決定于土壤溶液的成分與濃度決定于土壤水分、土壤固體物土壤水分、土壤固體物 質(zhì)和土壤微生物間質(zhì)和土壤微生物間的相互作用。的相互作用。 l土壤水分較多的濕潤地區(qū)，土壤溶液濃度低，養(yǎng)分多呈離子土壤水分較多的濕潤地區(qū)，土壤溶液濃度低，養(yǎng)分多呈離子 狀態(tài)，易于被植物和微生物吸收利用。狀態(tài)，易于被植物和微生物吸收利用。 l干旱和半干旱地區(qū)，水分稀少，淋溶作用弱，土壤溶液濃度干旱和半干旱地區(qū)，水分稀少，淋溶作用

2、弱，土壤溶液濃度 大，溶液中物質(zhì)多呈分子態(tài)，鹽類淀積明顯。大，溶液中物質(zhì)多呈分子態(tài)，鹽類淀積明顯。 l土壤微生物通過其在土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖化過程的作土壤微生物通過其在土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖化過程的作 用，改變土壤溶液的濃度和成分。用，改變土壤溶液的濃度和成分。 l 一般狀態(tài)下，土壤溶液的濃度較小，以毫克每千克（一般狀態(tài)下，土壤溶液的濃度較小，以毫克每千克（ 十萬分之幾）來計算。十萬分之幾）來計算。 l 由溶液濃度產(chǎn)生的由溶液濃度產(chǎn)生的滲透壓遠(yuǎn)低于植物根細(xì)胞液的滲滲透壓遠(yuǎn)低于植物根細(xì)胞液的滲 透壓透壓，利于植物根系吸水。，利于植物根系吸水。 l 鹽堿土或土壤過度施肥后，土壤溶液濃度增大，

3、溶質(zhì)鹽堿土或土壤過度施肥后，土壤溶液濃度增大，溶質(zhì) 產(chǎn)生的滲透壓高于根系細(xì)胞液的滲透壓時，植物吸水產(chǎn)生的滲透壓高于根系細(xì)胞液的滲透壓時，植物吸水 變困難，導(dǎo)致變困難，導(dǎo)致“生理性干旱生理性干旱”。 l 此外，土壤溫度和酸堿度也會通過影響鹽類的溶解度此外，土壤溫度和酸堿度也會通過影響鹽類的溶解度 和微生物的活性，改變土壤溶液的成分和濃度。和微生物的活性，改變土壤溶液的成分和濃度。 一、土壤溶液酸堿性一、土壤溶液酸堿性 土壤酸堿反應(yīng)是氣候、植被、成土母土壤酸堿反應(yīng)是氣候、植被、成土母 質(zhì)等及人為因素共同作用的結(jié)果。質(zhì)等及人為因素共同作用的結(jié)果。 1、土壤反應(yīng)的概念、土壤反應(yīng)的概念 土壤反應(yīng)是土壤酸

4、性或堿性的程度，常以土壤反應(yīng)是土壤酸性或堿性的程度，常以pH 值表示。值表示。 2、土壤酸性及其形成機(jī)理、土壤酸性及其形成機(jī)理 土壤的酸度指土壤酸性的程度，以土壤的酸度指土壤酸性的程度，以pH表示。表示。 它是土壤溶液中它是土壤溶液中 H 濃度的表現(xiàn)， 濃度的表現(xiàn)，H 濃度愈大， 濃度愈大， 土壤酸性愈強(qiáng)。土壤酸性愈強(qiáng)。 （1 1）土壤中酸性形成的機(jī)理）土壤中酸性形成的機(jī)理 l 土壤中土壤中H l 次生鋁硅酸鹽中鋁的活化次生鋁硅酸鹽中鋁的活化 1.水的解離水的解離 2.動植物呼吸作用排出的動植物呼吸作用排出的CO2溶解于水形成的碳溶解于水形成的碳 酸解離產(chǎn)生的酸解離產(chǎn)生的H 3.微生物分解作用

5、產(chǎn)生的有機(jī)酸、無機(jī)酸解離產(chǎn)微生物分解作用產(chǎn)生的有機(jī)酸、無機(jī)酸解離產(chǎn) 生的生的H 4. 由于氧化等作用的發(fā)生，使土壤中產(chǎn)生各種由于氧化等作用的發(fā)生，使土壤中產(chǎn)生各種 各樣的無機(jī)酸各樣的無機(jī)酸 5. 酸雨：我國每年排放酸雨：我國每年排放SO2約約1.71067噸噸 土壤中土壤中H 的來源有： 的來源有： 土壤中鋁的活化土壤中鋁的活化 土壤交換性土壤交換性H+的飽和度達(dá)到一定限度，就會破的飽和度達(dá)到一定限度，就會破 壞硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)，其水鋁片中壞硅酸鹽粘粒晶體結(jié)構(gòu)，其水鋁片中Al轉(zhuǎn)化為活性轉(zhuǎn)化為活性 Al3+，取代交換性，取代交換性H +而成為交換性而成為交換性Al3+。因此，礦。因此，礦 質(zhì)酸

6、性土以交換性質(zhì)酸性土以交換性Al3+占絕對優(yōu)勢。占絕對優(yōu)勢。 Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ （一）土壤酸度類型（一）土壤酸度類型 1活性酸度活性酸度 活性酸度是指土壤溶液中的氫離子濃度導(dǎo)致的土壤酸度，活性酸度是指土壤溶液中的氫離子濃度導(dǎo)致的土壤酸度， 通常用通常用pH值即氫離子濃度的負(fù)對數(shù)來表示。值即氫離子濃度的負(fù)對數(shù)來表示。 2潛性酸度（代換性酸度和水解性酸度）潛性酸度（代換性酸度和水解性酸度） 代換性酸度：代換性酸度：土壤膠體吸附的土壤膠體吸附的H+、Al3+離子，在被其離子，在被其 它陽離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。它陽離子交換進(jìn)入溶液后，才顯示酸性。 水解性酸度：水解性酸

7、度：用基性鹽（弱酸強(qiáng)堿）水解后的鹽基離用基性鹽（弱酸強(qiáng)堿）水解后的鹽基離 子子，與土壤膠體的與土壤膠體的H+、Al3+離子代換，形成的酸性。離子代換，形成的酸性。 兩者均以兩者均以cmol/kg表示。表示。 代換性酸度：代換性酸度： 土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過交換進(jìn)土壤膠體吸附的氫離子或鋁離子通過交換進(jìn) 入溶液后所反映出的酸度。入溶液后所反映出的酸度。 Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ 用過量的中性鹽，用過量的中性鹽，1mol/L的的KCl溶液溶液(pH5.5 6.0) 與土壤膠體發(fā)生代換，與土壤膠體發(fā)生代換，K+交代換性氫或鋁離子交代換性氫或鋁離子 進(jìn)入土壤溶液所表現(xiàn)的酸度（通

8、過滴定得到的酸進(jìn)入土壤溶液所表現(xiàn)的酸度（通過滴定得到的酸 度）。度）。 交換性酸是酸度的容量因素，單位交換性酸是酸度的容量因素，單位Cmol/kg。 H+ + KCl土土土土K + HCl 水解性酸度水解性酸度 具有羥基化表面的土壤膠體，通過解離氫離子具有羥基化表面的土壤膠體，通過解離氫離子 后所產(chǎn)生的酸度。后所產(chǎn)生的酸度。 CH3COONa+H2O CH3COOH+NaOH 水解酸的測定是用水解酸的測定是用1mol/L的的CH3COONa(pH 8.3)-乙（醋）酸鈉處理土壤。乙（醋）酸鈉處理土壤。 交換酸和水解酸的實質(zhì)是不同的，水解酸的實交換酸和水解酸的實質(zhì)是不同的，水解酸的實 際測定，因

9、用際測定，因用pHpH 8.38.3的的CHCH3 3COONaCOONa，既測定出羥基化表，既測定出羥基化表 面解離的面解離的H H+ +，也測出了因，也測出了因NaNa+ +交換出的氫離子和鋁離子交換出的氫離子和鋁離子 產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤溶液中的活性酸，因產(chǎn)生的交換酸度，還包括了土壤溶液中的活性酸，因 此測定結(jié)果是土壤總酸度。此測定結(jié)果是土壤總酸度。 用水浸提，得到的用水浸提，得到的pH值反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。值反應(yīng)土壤活性酸的強(qiáng)弱。 用用KCl浸提，得到的浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氫離子值除反映土壤溶液中的氫離子 外，還反映由外，還反映由K+交換出的氫離子和鋁離子顯出

10、的酸性。交換出的氫離子和鋁離子顯出的酸性。 pH水水 大于大于pH鹽鹽 pH水與水與pH鹽差值可反映土壤鹽基飽和度，鹽基飽鹽差值可反映土壤鹽基飽和度，鹽基飽 和度高的土壤，和度高的土壤，pH水與水與pH鹽的差值?。畸}基飽和度低鹽的差值??；鹽基飽和度低 的土壤，的土壤，pH水和水和pH鹽的差值就大。鹽的差值就大。 測定土壤測定土壤pH值時的水土比，按國際土壤學(xué)會推薦值時的水土比，按國際土壤學(xué)會推薦 用用2.5:1，水土比大時，測出的，水土比大時，測出的pH值稍偏大。值稍偏大。 測定法測定法 （1） 強(qiáng)酸性土強(qiáng)酸性土 交換性交換性Al3+與溶液與溶液Al3+平衡，溶液中平衡，溶液中Al3+ 水解顯

11、示酸性：水解顯示酸性： Al3+3H2O Al(OH) 3+3H+ 強(qiáng)酸性土中，強(qiáng)酸性土中，Al3+大大多于交換性大大多于交換性H+,是是 活性酸（溶液活性酸（溶液H+離子）的主要來源。離子）的主要來源。 如：如：pH4.8的紅壤，交換性的紅壤，交換性Al3+占總酸占總酸 度的度的95%以上。以上。 （2） 酸性和弱酸性土酸性和弱酸性土 鹽基飽和度高，交換性鋁以鹽基飽和度高，交換性鋁以Al(OH) 2+、 Al(OH) 2+等形態(tài)存在。其代入溶液后同樣水解產(chǎn)等形態(tài)存在。其代入溶液后同樣水解產(chǎn) 生生H+離子：離子： Al(OH) 2+ +2H2O Al(OH) 3+2H + 土壤交換性土壤交換性

12、H +的離解也是溶液的的離解也是溶液的H +來源。來源。 3、活性酸與潛性酸的關(guān)系、活性酸與潛性酸的關(guān)系 土壤活性酸是土壤酸度的根本起點，沒有活性土壤活性酸是土壤酸度的根本起點，沒有活性 酸就沒有潛性酸；酸就沒有潛性酸；先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸；先有活性酸，再轉(zhuǎn)化為潛性酸； 潛性酸決定著土壤的總酸度（以強(qiáng)堿滴定的潛性酸決定著土壤的總酸度（以強(qiáng)堿滴定的 土壤酸度）。土壤酸度）。酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換酸性強(qiáng)弱決定于潛性酸，主要是交換 性性Al3+； 活性酸與潛性酸是土壤膠體交換體系中兩種活性酸與潛性酸是土壤膠體交換體系中兩種 不同的形式，可以互相轉(zhuǎn)化。不同的形式，可以互相轉(zhuǎn)化?；钚运崾?/p>

13、潛性酸的表活性酸是潛性酸的表 現(xiàn)?，F(xiàn)。 根據(jù)我國土壤反應(yīng)的實際差異情況及其與根據(jù)我國土壤反應(yīng)的實際差異情況及其與 肥力的關(guān)系，可把土壤反應(yīng)分為下列肥力的關(guān)系，可把土壤反應(yīng)分為下列7 7級：級： 土壤酸堿性分級土壤酸堿性分級 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 酸性酸性微酸性微酸性 中性中性微堿性微堿性堿性堿性強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性 4.54.55.5 5.66.5 6.67.4 7.58.0 8.19.09.0 （四）影響土壤酸度的因素（四）影響土壤酸度的因素 1、氣候氣候 高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降雨量高溫多雨地區(qū)，風(fēng)化淋溶較強(qiáng)，特別是降雨量 大而蒸發(fā)勢較弱地區(qū)，礦物巖石風(fēng)化所產(chǎn)生的鹽基大而蒸發(fā)勢較弱地區(qū)，礦物巖

14、石風(fēng)化所產(chǎn)生的鹽基 物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。物質(zhì)大量淋失，使土壤酸化。 我國大陸以我國大陸以為界，形成為界，形成“南酸北堿南酸北堿” 局面，與氣候條件有關(guān)密切相關(guān)。局面，與氣候條件有關(guān)密切相關(guān)。 2、生物生物 植物根系和微生物通過呼吸作用產(chǎn)生植物根系和微生物通過呼吸作用產(chǎn)生COCO2 2，有機(jī)，有機(jī) 質(zhì)礦質(zhì)化也產(chǎn)生質(zhì)礦質(zhì)化也產(chǎn)生COCO2 2，COCO2 2溶解于水成碳酸。溶解于水成碳酸。 土壤中專性微生物如硫化硝化細(xì)菌，將含硫含氮有機(jī)物轉(zhuǎn)土壤中專性微生物如硫化硝化細(xì)菌，將含硫含氮有機(jī)物轉(zhuǎn) 化成硫酸和硝酸，增強(qiáng)了土壤酸度?；闪蛩岷拖跛?，增強(qiáng)了土壤酸度。 3、施肥和灌溉施肥和灌溉 施用酸性肥

15、或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。施用酸性肥或生理酸性肥，導(dǎo)致土壤酸化。 4、母質(zhì)母質(zhì) 母質(zhì)中含酸性物質(zhì)使土壤酸化。母質(zhì)中含酸性物質(zhì)使土壤酸化。 5、酸雨酸雨 6、土壤空氣的土壤空氣的COCO2 2分壓分壓 石灰性土壤石灰性土壤pHpH隨隨PcoPco2 2增大而降低，變化于增大而降低，變化于7.58.57.58.5 之間之間( (田間田間) )。 CaCOCaCO3 3-CO-CO2 2-H-H2 2O O體系：體系：pH=6.03-2/3lgPcopH=6.03-2/3lgPco2 2 7、土壤水分含量土壤水分含量 土壤土壤pHpH測定時的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比測定時的稀釋效應(yīng)，應(yīng)控制土水比(

16、(一般一般 1:2.5)1:2.5)。 8、土壤氧化還原條件土壤氧化還原條件 土壤淹水還原土壤淹水還原pHpH向中性點趨近，即酸性土向中性點趨近，即酸性土pHpH升升 高，堿性土高，堿性土pHpH降低。降低。 酸性土還原酸性土還原pHpH升高，由于升高，由于FeFe2 2O O3 3、MnOMnO2 2還原溶解還原溶解 度增大，顯示堿性，有機(jī)質(zhì)加快還原過程。度增大，顯示堿性，有機(jī)質(zhì)加快還原過程。 堿性土還原堿性土還原pHpH下降，主要由于在嫌氣條件下有下降，主要由于在嫌氣條件下有 機(jī)酸和機(jī)酸和COCO2 2的積累過程及其綜合作用。的積累過程及其綜合作用。 1 1、概念及土壤堿性的形成機(jī)理、概念

17、及土壤堿性的形成機(jī)理 由碳酸鹽和重碳酸鹽導(dǎo)致土壤堿性的程度稱土由碳酸鹽和重碳酸鹽導(dǎo)致土壤堿性的程度稱土 壤堿度。形成堿性反應(yīng)的主要機(jī)理是堿性物質(zhì)的水壤堿度。形成堿性反應(yīng)的主要機(jī)理是堿性物質(zhì)的水 解反應(yīng)解反應(yīng) 。 主要決定于土壤中碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣主要決定于土壤中碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣 以及交換性以及交換性Na 的含量。 的含量。 （二）土壤堿性及其影響因素（二）土壤堿性及其影響因素 (1)碳酸鈣水解碳酸鈣水解 CaCO3+H2O+CO2 Ca2+HCO3 - +OH- (2)碳酸鈉水解碳酸鈉水解 Na2CO3+2H2O 2Na+H2CO3 - +2OH- 碳酸鈉的來源：土壤礦物質(zhì)中鈉的

18、碳酸化。風(fēng)化碳酸鈉的來源：土壤礦物質(zhì)中鈉的碳酸化。風(fēng)化 產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸作用產(chǎn)物硅酸鈉與碳酸作用(析出析出SiO2): CaCO3+NaCl CaCl2+Na2CO3 (3)交換性鈉的水解交換性鈉的水解 當(dāng)土壤膠體的交換性當(dāng)土壤膠體的交換性Na+積累到一定數(shù)量，積累到一定數(shù)量， 土壤溶液鹽濃度較低時，土壤溶液鹽濃度較低時，Na+離解進(jìn)入溶液，水離解進(jìn)入溶液，水 解產(chǎn)生解產(chǎn)生NaOH，并進(jìn)一步形成碳酸鹽，并進(jìn)一步形成碳酸鹽Na2CO3、 NaHCO3。 2、影響土壤堿化的因素、影響土壤堿化的因素 (1)氣候因素氣候因素(干濕度干濕度) 堿性土分布在干旱、半干旱地區(qū)。在干旱、半堿性土分布在干旱、半

19、干旱地區(qū)。在干旱、半 干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物干旱條件下，蒸發(fā)量大于降雨量，土壤中的鹽基物 質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。質(zhì)，隨著蒸發(fā)而表聚，使土壤堿化。 (2)生物因素生物因素 Na、K 、Ca、Mg等鹽基生物積累。一些植物等鹽基生物積累。一些植物 適應(yīng)在干旱條件下生長，有富集堿性物質(zhì)的作用。適應(yīng)在干旱條件下生長，有富集堿性物質(zhì)的作用。 海蓬子含海蓬子含Na2CO3 3.75%，堿蒿含，堿蒿含2.76%，鹽，鹽 蒿含蒿含2.14%，蘆葦含，蘆葦含0.49%。 (3)母質(zhì)母質(zhì) 堿性物質(zhì)的基本來源。基性巖、超基性巖富堿性物質(zhì)的基本來源。基性巖、超基性巖富 含堿性物質(zhì)，含鹽基

20、物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。含堿性物質(zhì)，含鹽基物質(zhì)多，形成的土壤為堿性。 (4)施肥和灌溉施肥和灌溉 施用堿性肥料或用堿性水灌溉會使土壤堿施用堿性肥料或用堿性水灌溉會使土壤堿 化。如都江堰水質(zhì)偏堿，長期用都江堰水灌溉的化。如都江堰水質(zhì)偏堿，長期用都江堰水灌溉的 水稻田土壤水稻田土壤pH有所提高。有所提高。 （三）土壤酸堿度的指標(biāo)（三）土壤酸堿度的指標(biāo) 1、土壤、土壤pH pH=-lg(H+)（土壤平衡溶液）（土壤平衡溶液） 中性溶液：中性溶液： (H+)=(OH-)=10-7mol/L， pH=pOH=7 土壤土壤pH表示法：表示法：pH(HpH(H2 2O)O)水浸提；水浸提；pH(KCl)p

21、H(KCl)中性鹽中性鹽 1mol/L KCl1mol/L KCl溶液浸提。溶液浸提。 一般土壤一般土壤pH(H2O)pH(KCl)。 地理分布。我國土壤大部分地理分布。我國土壤大部分pH在在4.58.5之間。之間。 “南酸北堿南酸北堿”的地帶性特點。的地帶性特點。 2、石灰位、石灰位 土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子土壤酸度主要決定于膠體吸附的致酸離子H+、 Al3+，其次決定于，其次決定于 ，即，即鹽基飽和度鹽基飽和度。 在交換性陽離子以在交換性陽離子以Ca2+為主的土壤溶液中，為主的土壤溶液中， 為一定值，取負(fù)對數(shù)為為一定值，取負(fù)對數(shù)為pH-1/2pCa，定義為，定義為 石灰位，將石

22、灰位，將H+與與Ca2+數(shù)量聯(lián)系起來，既是酸度指標(biāo)，數(shù)量聯(lián)系起來，既是酸度指標(biāo)， 又是鈣的有效度指標(biāo)。又是鈣的有效度指標(biāo)。 pH-1/2pCa是是Ca(OH)2(石灰石灰)的化學(xué)位的簡單函數(shù)的化學(xué)位的簡單函數(shù) ，稱鈣的養(yǎng)分位，比，稱鈣的養(yǎng)分位，比pH更全面更明顯地反映土壤酸度更全面更明顯地反映土壤酸度 土壤土壤 類型類型 pHpH 0.5pCa 土壤土壤母質(zhì)母質(zhì)相差相差土壤土壤母質(zhì)母質(zhì)相差相差 磚紅壤磚紅壤 紅紅 壤壤 黃棕壤黃棕壤 5.23 6.56 6.86 5.12 5.15 5.71 0.11 1.41 1.12 3.40 4.93 5.32 2.29 3.02 3.91 1.11 1

23、.91 1.41 不同土壤及其母質(zhì)的不同土壤及其母質(zhì)的pHpH與與pH-0.5pCapH-0.5pCa的比較的比較 ( (五）土壤對酸堿的緩沖性五）土壤對酸堿的緩沖性 1 1、土壤緩沖性概念、土壤緩沖性概念 土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵土壤中加入酸性或堿性物質(zhì)后，土壤具有抵 抗變酸和變堿而保持抗變酸和變堿而保持pHpH穩(wěn)定的能力，稱土壤緩沖穩(wěn)定的能力，稱土壤緩沖 作用，或緩沖性能。作用，或緩沖性能。 2 2、土壤酸、堿緩沖原理、土壤酸、堿緩沖原理 (1)(1)土壤中有許多弱酸土壤中有許多弱酸碳酸、硅酸、磷碳酸、硅酸、磷 酸、腐殖酸等，當(dāng)這些弱酸與其鹽類共存，就成酸、腐殖酸等，當(dāng)這些弱

24、酸與其鹽類共存，就成 為對酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。為對酸、堿物質(zhì)具有緩沖作用的體系。 如如 Hac+NaAc體系體系 當(dāng)加入當(dāng)加入HCl： NaAc+HCl Hac+NaCl 當(dāng)加入當(dāng)加入NaOH: Hac+NaOH NaAc+H2O (2)(2)土壤土壤具有陽離子交換 具有陽離子交換作用作用 土壤土壤 Ca2 土壤 土壤 H 膠粒膠粒 2HCl 膠粒膠粒 H CaCl2 土壤土壤 H 土壤 土壤 Na 膠粒膠粒 NaOH 膠粒膠粒 H2O (3) (3) 土壤中有兩性物質(zhì)土壤中有兩性物質(zhì) 2、土壤酸堿緩沖容量土壤酸堿緩沖容量 緩沖容量緩沖容量(Buffering Capacity)使單

25、位使單位(質(zhì)量或質(zhì)量或 容積容積)土壤改變土壤改變1個個pH單位所需的酸或堿量。單位所需的酸或堿量。 土壤組分酸堿緩沖量的一般順序是：土壤組分酸堿緩沖量的一般順序是： 有機(jī)膠體無機(jī)膠體；蒙脫石伊利石高有機(jī)膠體無機(jī)膠體；蒙脫石伊利石高 嶺石含水氧化鐵、鋁；腐殖質(zhì)粘土壤土嶺石含水氧化鐵、鋁；腐殖質(zhì)粘土壤土 砂土。砂土。 （六）土壤酸堿性對土壤肥力和植物生 長的影響 1 對土壤養(yǎng)分有效性的影響對土壤養(yǎng)分有效性的影響 2 對土壤微生物的影響對土壤微生物的影響 一般土壤細(xì)菌和放線菌適宜中性和微堿性的環(huán)境，強(qiáng)酸一般土壤細(xì)菌和放線菌適宜中性和微堿性的環(huán)境，強(qiáng)酸 性土壤中真菌占優(yōu)勢（真菌可在酸性和堿性條件下活

26、動）性土壤中真菌占優(yōu)勢（真菌可在酸性和堿性條件下活動）。 土壤土壤pH pH與土壤微生物活性及養(yǎng)分 與土壤微生物活性及養(yǎng)分 有效性的關(guān)系有效性的關(guān)系 3 對土壤膠體帶電性的影響對土壤膠體帶電性的影響 pH值高，陽離子交換量增強(qiáng)；值高，陽離子交換量增強(qiáng)；pH值低，陽離子值低，陽離子 交換量減低，土壤保肥、供肥能力也降低。交換量減低，土壤保肥、供肥能力也降低。 4 主要木本植物適宜主要木本植物適宜pH值范圍值范圍 大多數(shù)木本植物適宜微酸性到微堿性土壤，大多數(shù)木本植物適宜微酸性到微堿性土壤， 有些植物要求酸性土壤，在強(qiáng)堿性土壤上一般有些植物要求酸性土壤，在強(qiáng)堿性土壤上一般 樹種都不能生長。樹種都不能

27、生長。 自然土壤可應(yīng)用指示植物判斷：自然土壤可應(yīng)用指示植物判斷： 酸性指示植物酸性指示植物馬尾松、油茶、茶、映馬尾松、油茶、茶、映 山紅鐵芒箕、石松等。山紅鐵芒箕、石松等。 鈣質(zhì)指示植物鈣質(zhì)指示植物柏樹、蜈蚣草等。柏樹、蜈蚣草等。 鹽堿指示植物鹽堿指示植物鹽蒿、堿蓬等。鹽蒿、堿蓬等。 （七）土壤反應(yīng)的調(diào)節(jié)（七）土壤反應(yīng)的調(diào)節(jié) l 酸性土的調(diào)節(jié)酸性土的調(diào)節(jié) 改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和堿性改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和堿性 、生理堿性肥料。、生理堿性肥料。 l 堿性土的調(diào)節(jié)堿性土的調(diào)節(jié) 改良堿性土可施用石膏、明礬、硫酸亞鐵和硫磺改良堿性土可施用石膏、明礬、硫酸亞鐵和硫磺 等。此外，

28、改良堿土還需要采取與灌溉、排水、園等。此外，改良堿土還需要采取與灌溉、排水、園 林植物栽培以及土壤耕作等相結(jié)合。林植物栽培以及土壤耕作等相結(jié)合。 二、土壤氧化還原反應(yīng)二、土壤氧化還原反應(yīng) （一）土壤氧化還原體系（一）土壤氧化還原體系 土壤中同一物質(zhì)可分為氧化態(tài)土壤中同一物質(zhì)可分為氧化態(tài)( (劑劑) )和還原態(tài)和還原態(tài)( (劑劑) )， 構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系。構(gòu)成相應(yīng)的氧化還原體系。 氧化還原作用就是氧化體還原體系內(nèi)氧化劑和還原氧化還原作用就是氧化體還原體系內(nèi)氧化劑和還原 劑得失電子，被還原和被氧化的過程。劑得失電子，被還原和被氧化的過程。 nmm n 還原劑氧化劑e 1、土壤空氣中、土壤空氣

29、中O2是主要氧化劑是主要氧化劑 在通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原反應(yīng)，使在通氣良好的土壤中，氧體系控制氧化還原反應(yīng)，使 多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如多種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。等。 2、土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是還原劑、土壤有機(jī)質(zhì)特別是新鮮有機(jī)物是還原劑 在土壤缺在土壤缺2條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。條件下，將氧化物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)。 3、土壤中氧化還原體系可分為無機(jī)體系和有機(jī)、土壤中氧化還原體系可分為無機(jī)體系和有機(jī) 體系體系 無機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體系和微生物參無機(jī)體系的反應(yīng)一般是可逆的，有機(jī)體系和微生物參 與條件下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。與條件

30、下的反應(yīng)是半可逆或不可逆的。 4 4、土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng)、土壤氧化還原反應(yīng)不完全是純化學(xué)反應(yīng) 很大程度上有微生物參與。如：很大程度上有微生物參與。如：NH4+NO2- NO3-分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成。分別在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌作用下完成。 5 5、土壤是不均勻的多相體系、土壤是不均勻的多相體系 不同土壤和同一土層不同部位，氧化還原狀況會不同土壤和同一土層不同部位，氧化還原狀況會 有不同差異。有不同差異。 6 6、土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、土壤氧化還原狀況隨栽培管理措施特別是灌水、 排水而變化。排水而變化。 （二）土壤氧化還原指標(biāo)（二）土壤氧化還原指

31、標(biāo) 、強(qiáng)度指標(biāo)、強(qiáng)度指標(biāo) (1) 氧化還原電位氧化還原電位(Eh)：單位為伏單位為伏(V)(V)或毫伏或毫伏(mV)(mV) (2) 電子活度負(fù)對數(shù)電子活度負(fù)對數(shù)pe (3) Eh與與pH 的關(guān)系的關(guān)系 土壤氧化還原反應(yīng)總有土壤氧化還原反應(yīng)總有H+參與，參與，H+活度對活度對 氧化還原平衡有直接影響。氧化還原平衡有直接影響。 Eh是由氧化劑和還原劑的活性比所決定的，其是由氧化劑和還原劑的活性比所決定的，其 值越大，代表氧化劑所占比例越高，土壤溶液的值越大，代表氧化劑所占比例越高，土壤溶液的 氧化能力越強(qiáng)。氧化能力越強(qiáng)。 土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分：土壤氧化性和還原性一般作如下區(qū)分： (1

32、)Eh400mV 氧化性，氧化性，O2占優(yōu)勢，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如占優(yōu)勢，各種物質(zhì)呈氧化態(tài)，如NO3-、MnO2、 Fe2O3、SO42-等對旱作有利，對水稻不太適宜。如果等對旱作有利，對水稻不太適宜。如果Eh 750mV，有機(jī)質(zhì)好氣分解過旺，有機(jī)質(zhì)好氣分解過旺，F(xiàn)e、Mn等處于高度氧化態(tài)，有等處于高度氧化態(tài)，有 效性低。效性低。 (2)Eh400200mV 弱還原性弱還原性O(shè)2、NO3-、Mn4+發(fā)生還原，水稻生長正常，旱作發(fā)生還原，水稻生長正常，旱作 開始受影響。開始受影響。 (3)Eh 200100mV 中度還原性，中度還原性，F(xiàn)e3+和和SO42-發(fā)生還原，出現(xiàn)有機(jī)還原物質(zhì)。發(fā)生還原，

33、出現(xiàn)有機(jī)還原物質(zhì)。 旱作發(fā)生濕害。旱作發(fā)生濕害。 (4)Eh在在100mV以下以下 強(qiáng)度還原性，強(qiáng)度還原性，CO2、H+被還原，土壤積累多量還原性物質(zhì)被還原，土壤積累多量還原性物質(zhì) ，可使水稻受害，可使水稻受害 （三）影響土壤氧化還原的因素（三）影響土壤氧化還原的因素 1、土壤通氣性、土壤通氣性 2、微生物活動、微生物活動 3、易分解有機(jī)質(zhì)的含量、易分解有機(jī)質(zhì)的含量 4、植物根系的代謝作用、植物根系的代謝作用 5、土壤的、土壤的pH （四）氧化還原狀況對養(yǎng)分有效性影響（四）氧化還原狀況對養(yǎng)分有效性影響 主要影響變價元素的有效性：主要影響變價元素的有效性： FeFe3+ 3+、 、MnMn4+

34、4+還原成 還原成FeFe2+ 2+、 、MnMn2+ 2+后溶解度和有效性 后溶解度和有效性 增加。增加。 氮的形態(tài)：氮的形態(tài)：EhEh480mV480mV時，以時，以NONO3 3- -N-N為主，適于旱作為主，適于旱作 吸收。吸收。 EhEh220mV220mV時，以時，以NHNH4 4-N-N為主，適于水稻吸收。為主，適于水稻吸收。 SOSO4 42- 2-S S2- 2-，形成硫化物。 ，形成硫化物。 幾種硫化物的溶解度：幾種硫化物的溶解度：MnSMnSFeSFeSZnSZnSCuSCuS 造成土壤造成土壤ZnZn、CuCu的有效性降低。的有效性降低。 （五）土壤氧化還原狀況的調(diào)節(jié)（

35、五）土壤氧化還原狀況的調(diào)節(jié) 重點在水田或濕地土壤，核心是水、氣關(guān)系。重點在水田或濕地土壤，核心是水、氣關(guān)系。 (1)(1)水分過多的下濕田、深腳爛泥田，排水不暢，水分過多的下濕田、深腳爛泥田，排水不暢， 滲漏量過小，還原性強(qiáng)，滲漏量過小，還原性強(qiáng)，EhEh為負(fù)值，還原性物質(zhì)大為負(fù)值，還原性物質(zhì)大 量積累，導(dǎo)致作物低產(chǎn)。加強(qiáng)以排水、降低地下水量積累，導(dǎo)致作物低產(chǎn)。加強(qiáng)以排水、降低地下水 為主的水漿管理，改善土壤通氣條件。為主的水漿管理，改善土壤通氣條件。 (2)(2)缺水、漏水的水稻田，氧化性過強(qiáng)，對水稻缺水、漏水的水稻田，氧化性過強(qiáng)，對水稻 生長不利，應(yīng)蓄水保水和增施有機(jī)肥，促進(jìn)土壤適生長不利

36、，應(yīng)蓄水保水和增施有機(jī)肥，促進(jìn)土壤適 度還原。度還原。 土壤熱性質(zhì)土壤熱性質(zhì) 一、土壤熱量來源一、土壤熱量來源 1 1、太陽輻射能、太陽輻射能 土壤熱量的最根本來源，但植物和土壤吸收的熱量土壤熱量的最根本來源，但植物和土壤吸收的熱量 不足太陽輻射到達(dá)輻射量的不足太陽輻射到達(dá)輻射量的5-15%5-15%。 2 2、生物熱、生物熱 微生物分解有機(jī)質(zhì)過程是放熱過程。釋放的熱量一部微生物分解有機(jī)質(zhì)過程是放熱過程。釋放的熱量一部 分作為微生物能源，大部分用來提高土溫。分作為微生物能源，大部分用來提高土溫。 在保護(hù)地的栽培和早春育秧中，施用有機(jī)肥并添加熱性物在保護(hù)地的栽培和早春育秧中，施用有機(jī)肥并添加熱性

37、物 質(zhì)，如半腐熟的馬糞等，可促進(jìn)植物生長或幼苗早發(fā)快長質(zhì)，如半腐熟的馬糞等，可促進(jìn)植物生長或幼苗早發(fā)快長。 3 3、地?zé)?、地?zé)?地殼傳熱能力差，對土壤溫度影響極小，可忽略。地殼傳熱能力差，對土壤溫度影響極小，可忽略。 二、影響地面輻射平衡的因素二、影響地面輻射平衡的因素 太陽的輻射強(qiáng)度太陽的輻射強(qiáng)度 主要取決于氣候；晴天比陰天的輻射強(qiáng)度大。天氣條主要取決于氣候；晴天比陰天的輻射強(qiáng)度大。天氣條 件相同條件下取決于太陽光在地面上的投射角件相同條件下取決于太陽光在地面上的投射角( (日照角日照角) )， 投射角又受緯度和坡向坡度等影響。投射角又受緯度和坡向坡度等影響。 地面的反射率地面的反射率 太陽

38、入射角、日照高度、地面狀況，地面狀況又包括太陽入射角、日照高度、地面狀況，地面狀況又包括 顏色、粗糙程度、含水狀況、植被及覆蓋物狀況顏色、粗糙程度、含水狀況、植被及覆蓋物狀況 地面有效輻射地面有效輻射 云霧、水汽和風(fēng)。強(qiáng)烈吸收和反射地面發(fā)出的長波輻云霧、水汽和風(fēng)。強(qiáng)烈吸收和反射地面發(fā)出的長波輻 射，減少有效輻射。射，減少有效輻射。 三、土壤熱量平衡三、土壤熱量平衡 當(dāng)土面獲得太陽輻射能當(dāng)土面獲得太陽輻射能 轉(zhuǎn)換為熱能時，大部分熱量轉(zhuǎn)換為熱能時，大部分熱量 消耗于土壤水分蒸發(fā)和土壤消耗于土壤水分蒸發(fā)和土壤 與大氣之間的湍流熱交換，與大氣之間的湍流熱交換， 一小部分被生物活動所消耗，一小部分被生物

39、活動所消耗， 只有很少部分通過熱交換傳只有很少部分通過熱交換傳 導(dǎo)至土壤下層。導(dǎo)至土壤下層。 據(jù)右圖，設(shè)太陽輻射能據(jù)右圖，設(shè)太陽輻射能 有有47%到地面，蒸騰消耗占到地面，蒸騰消耗占 23%，長波凈輻射占，長波凈輻射占14%， 對流傳導(dǎo)占對流傳導(dǎo)占10%。 土壤收支平衡表示式土壤收支平衡表示式 式中：式中： S-單位時間內(nèi)土壤實際獲得或散失的熱量；單位時間內(nèi)土壤實際獲得或散失的熱量； R-輻射平衡；輻射平衡； P-土壤與大氣層之間的湍流交換量；土壤與大氣層之間的湍流交換量； LE-水分蒸發(fā)、蒸騰或水汽凝結(jié)而造成的熱量損失或增加水分蒸發(fā)、蒸騰或水汽凝結(jié)而造成的熱量損失或增加 的量；的量； B土面

40、與土壤下層的之間的熱交換量。土面與土壤下層的之間的熱交換量。 正負(fù)雙重號表示不同情況下有土溫增或減的不同正負(fù)雙重號表示不同情況下有土溫增或減的不同 方向方向 一般情況下，白天熱量平衡方程計算出一般情況下，白天熱量平衡方程計算出S S為正值，即為正值，即 土壤溫度升高；夜晚土壤溫度升高；夜晚S S為負(fù)值，土表不斷向外輻射損失熱為負(fù)值，土表不斷向外輻射損失熱 量，溫度降低。量，溫度降低。 S=RPLE+B 四、土壤熱力學(xué)性質(zhì)四、土壤熱力學(xué)性質(zhì) （一）土壤熱容量（一）土壤熱容量 重量熱容量重量熱容量(Cp)：指單位重量土壤溫度升高：指單位重量土壤溫度升高1所需的熱量所需的熱量 (卡卡/克克)。 容積熱容量容積熱容量(Cv)：指單位容積的土壤溫度升高：指單位容積的土壤溫度升高1所需的熱所需的熱 量量(卡卡/立方厘米立方厘米)。 由于土壤組成分復(fù)雜，每種成分的熱容量都不一樣，不同由于土壤組成分復(fù)雜，每種成分的熱容量都不一樣，不同 成分的容重也不一樣成分的容重也不一樣（表（表1-231-23）。 Cv=Cp土壤容重土壤容重 Cv=mCvVm+OCvVo+wCvVw+aCvVa 式中：式中：mCv、OCv、wCv和和aCv分別為土壤礦物質(zhì)、分別為土壤礦物質(zhì)