soils-土壤酸碱和氧化还原反应全解.ppt

第八章 土壤酸碱性和氧化还原反应 第一节 土壤酸碱性 中国土壤酸碱性分布规律 中国土壤的酸碱性反应，大多数在pH4.5~8.5之间。在地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江为界（北纬33~35?），长江以南的土壤为酸性或强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北差异很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。 如吉林、内蒙古、华北的碱土pH值有的高达10.5，而台湾省的新八仙山和广东省丁湖山、五指山的黄壤，pH值有的低至3.6~3.8。 土壤显酸性一方面和土壤溶液中的H+有关，另一方面又和土壤胶体上吸附致酸离子有关。 土壤酸度是土壤中氢离子数量的反映。因此土壤酸度可根据H＋在土壤中所在的部位而分为两种类型：活性酸度和潜性酸度。 （二）土壤酸性与土壤酸度 1.土壤活性酸度: 土壤溶液中的氢离子浓度。用pH表示,测定时的水土比为1：1浸提测定溶液中氢离子浓度，所以，也有人表示为pHH2O. 2.土壤潜性酸度:指由土壤胶体上吸附的氢离子、铝离子和羟基离子所可能产生的酸度。 （三）土壤碱性 土壤呈碱性反应主要是因为其溶液中含的一定数量的弱酸强碱盐及土壤胶体表面吸附有碱金属及碱土金属的阳离子。 土壤碱度即土壤碱性强弱的程度，是土壤碱性的容量指标。 碱度可以用平衡溶液的pH值表示，也可以用土壤中HCO3－和CO32－含量的重量百分数表示。 （四）主要木本植物适宜pH值范围 大多数木本植物适宜微酸性到微碱性土壤，有些植物要求酸性土壤，在强碱性土壤上一般树种都不能生长。 第二节 土壤缓冲性 一、土壤缓冲性的意义 当加入致酸或致碱物质于土壤中时，土壤具有缓和酸碱度的能力称为土壤缓冲性。 常用缓冲容量来表示土壤缓冲酸碱能力的大小，即缓冲一个pH单位所需要的酸或碱的数量。 二、土壤缓冲作用的机制 1.交换性阳离子的缓冲作用 由于土壤胶体表面 吸附有各种阳离子，当土壤溶液中的H+增加时，胶体表面的交换性盐基离子与其交换使土壤溶液中的H+浓度基本不变。 当土壤溶液中的OH-增加时，胶体表面的致酸离子与其交换，使土壤溶液中OH-浓度基本不变。致酸离子中的Al3+水解后可产生3个H+，对碱的缓冲能力特别强。 2.弱酸及其盐类的缓冲作用 土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅酸、腐殖酸和其他有机酸及其盐类构成许多缓冲对，也可以缓冲酸和碱的作用。 3.两性物质的缓冲作用 土壤中的一些两性胶体物质，对酸、碱都有中和缓冲作用。 4.铝离子的缓冲作用 在强酸性土壤中，游离的Al3+对碱有缓冲作用，这是由于Al3+结合的六个水分子能解离出2个H＋以中和土壤溶液和增加的OH-,而本身形成复合铝离子的结果。反应式如下： 2[Al(H2O)6]3++2OH- → Al2(OH)2(H2O)5]4++4H2O 当pH5时，复合铝离子及游离Al3+开始互相结合，成为沉淀而失去对碱的缓冲能力。 第三节 土壤的氧化还原反应 一、土壤中的氧化还原体系 二、土壤的氧化还原电位 三、影响土壤氧化还原电位的因素 一、土壤中的氧化还原体系 土壤中主要的氧化剂是大气中的氧进入土壤中，与土壤中的化合物起作用，得到两个电子而还原为O2-，土壤中生物化学过程的方向与强度，在很大程度上决定于土壤空气和溶液中氧的含量。 土壤中的还原剂主要是有机质。 二、土壤的氧化还原电位 (一)概念 由于溶液氧化态物质和还原态物质的浓度关系而产生的电位，称为氧化还原电位(Eh)，单位为mv。 (二)土壤间Eh的变化范围 旱地土壤Eh变动在200—750mv之间，如果大于750mv，标志着土壤完全处于好气状态。如果Eh低于200mv，则表明土壤水分过多，通气不良。土壤的Eh在400—700mv之间，多数作物可以正常发育，过高过低均对植物不利。 水田土壤Eh变动较大，在排水种植旱作物期间，其Eh可达500mv以上，在淹水期间，可低至—150mv以下。一般说水稻适宜在Eh值200—400mv的条件下生长。如果土壤Eh经常处在180mv以下或低于100mv，水稻分蘖就会停止，发育受阻。如果长期处于—100mv以下，水稻甚至会死亡。 三、影响土壤氧化还原电位的因素 (一)土壤通气性在通气良好的土壤中，土壤空气与大气中的气体交换迅速，致使土壤中氧浓度较高，Eh值较高。 (二)土壤中的易