土壤酸化作业.ppt

土壤酸化 万梦雪（土壤资源与遥感应用室） 宁琪（封丘站） 张澜（土壤生物与生化研究室） 许敏（土壤化学与环境保护室） 陆海龙（土壤化学与环境保护室） 第三组成员 2016.10.25 15min 内容 土壤酸化的定义 土壤酸化的分布现状 土壤酸化的原因 土壤酸化的本质 土壤酸化的危害 土壤酸化的改良 土壤酸化的定义 39.5亿公顷，1/3 2.04亿公顷，1/5 赤道 N40 S40 热带亚热带 中国、南亚，东南亚 非洲、澳洲东北部、南美洲 灰化土 北欧、北美、中国东北部 土壤酸化的分布现状 从世界范围来看，酸性土壤主要分布在两大地区，一是热带、亚热带地区，二是温带地区。 土壤酸化的原因 土壤酸化的原因分为自然因素和人为因素。 自然因素： 1.土壤母质。在母岩风化过程中所产生的钙镁钾钠等盐基成分已被淋失，无石灰性，盐基不饱和，呈微酸性至酸性反应。 2.土壤本身是一种弱的胶体酸。粘土矿物是土壤酸的主要载体，硅氧四面体和铝氧八面体中的同晶替代所产生的负电荷可以吸附质子而表现为酸基；腐殖质的羧基、羟基和稀醇羟基在一定条件下离解也表现为酸基。 3.植物吸收养分引起的土壤酸化。植物根系从土壤吸收养分离子的同时，要向土壤溶液分泌H+或OH-和HCO3-，以保持体系的电荷平衡。通常分泌的是酸性物质。 4.土壤中生物的代谢活动。根系、微生物和其他各种各样生物有机体的代谢活动可以引起土壤的酸化。生物代谢不停地产生CO2、可溶性有机酸、酸性有机残余物等弱酸性物质，它们解离出的质子，可以与土壤交换点位上的盐基离子进行交换作用。 5.胶体上吸附的H+和Al3+被其他置换到溶液中而使土壤呈酸性。 气候 生物 地形 母质 成土年龄 “五大成土因素” + 人为活动干扰 46亿年前 38亿年前 地球的形成 生命的出现 经历“沧海桑田” 1902年 合成氨 自然过程 人为干扰 N肥的大量施用 脱硅富铝化 硝化致酸、酸沉降 豆科植物种植、茶树致酸 人为因素： 由于肥料的大量施用，酸性气体的大量排放，导致酸沉降的增加。排放到空气中的SO2和NOx。有一部分直接渗入地表形成干沉降，另一部分经过一系列的化学反应最后形成强酸H2SO4和HNO3，雨水pH值随之下降形成酸雨，引起土壤酸化加剧。 NO3--N 硝化作用 硝酸反原作用 反硝化 淋洗损失 NH4+-N 氨挥发 吸附固定 生物固定 生物固定 NH3+H2O NH4HCO3 NH4NO3 (NH2)2CO NH4H2PO4 (NH4)2SO4 (NH4)2HPO4 NO NO2 NH3 N2O NH4+ N2 NO3- NH3 N2 H2O H2O 长期施肥 “硝化致酸” 煤炭的燃烧 SO42- 酸沉降 硝化致酸：2NH4++3O2---NH2OH---?---2NO2-+2H2O+4H++Energy 氨氧化细菌（AOB） 被植物吸收 2molH+ 有机氮的矿化：产生NH4++OH-（豆科植物固氮） SXOY NXOY NH3 NH4+ HNO3 H2SO4 破坏臭氧层 PM2.5 —OH N2O 环境效应 利： 弊： 沉降到河流里，水体富营养化 沉降到土壤中，土壤酸化 对于缺氮土壤，增加肥效 滞空能力弱 N2O二次源 石油化工 汽车尾气和燃煤排放 农田氨挥发 土壤酸化的本质 交换性氢学说：土壤酸度以土壤交换性氢为基础，土壤溶液中的H+主要来土壤交换性氢。 土壤交换性H+ 土壤溶液中H+ 但是这个学说是错误的，一直到上世纪50年代才得以纠正。 土壤交换性铝 土壤溶液中Al3+ 溶液中Al3+水解产生H+ 交换性氢、铝学说：土壤酸度是以交换性氢和交换性铝的共同作用为基础的，而且以交换性铝为主。实际上矿质土壤中的交换性氢所占比例在5%以下。 土壤遭受强烈淋溶作用，导致盐基离子大量淋失，土壤表面被交换性氢铝离子取代，土壤发生酸化。 K+ Cs+ Ca2+ Mg2+ Na+ Cd2+ H+ H+ Ca2+ K+ Cd2+ 氢铝转化 Al3+ Al3+ Al3+ Al3+ H+ Ca2+ H2O 2H++OH- 铝硅酸盐矿物 Mg2+ Na+ K+ Cs+ 土壤酸化的危害 1.?酸化土壤可使土壤微生物种群变化，细菌个体生长变小，生长繁殖速度降低，如分解有机质及其蛋白质的主要微生物类群牙孢杆菌、极毛杆菌和有关真菌数量降低，影响营养元素的良性循环，造成农业减产。 2.土壤结构被破坏，土壤板结，物理性状差，抗逆能力下降，蔬菜抵御旱、涝自然灾害的能力减弱。酸化土壤加速土壤矿物质营养元素的流失；改变土壤结构，导致土壤贫瘠，影响植物正常发育。 3.酸性条件下，土壤中的氢离子增多，对蔬菜吸收其他阳离子产生颉颃