第六章土壤环境化学.ppt

活性酸度与潜性酸度是同一土壤平衡体系的两种酸度二者可互相转化。 活性酸度是土壤酸度的现实表现，潜性酸度是活性酸度的贮备。 潜性酸度往往大于活性酸度，二者的比例在砂土中约为1000，有机质丰富的粘土中达可5-10万。 2. 土壤碱度 土壤溶液中OH-的主要来源，是CO2 和HCO3-的碱金属及碱土金属盐类。 碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度的总和称为总碱度。 不同溶解度的碳酸盐和重碳酸盐对土壤碱性的贡献不同。 当土壤胶体上吸附的Na+，K+，Mg2+(主要是Na+)等离子的饱和度增加到一定程度时，会引起交换性阳离子的水解作用。 ? 1. 土壤的组成和性质 结果在土壤溶液中产生NaOH，使土壤呈碱性。如果土壤溶液中存在大量CO2，可生成NaHCO3或Na2CO3，因此吸附Na+多的土壤大多呈碱性。 ? 1. 土壤的组成和性质 3. 土壤的缓冲性能 土壤的缓冲性能是指土壤具有缓和其pH发生剧烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物创造比较稳定的生活环境。 (1) 土壤溶液的缓冲作用 土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类，构成一个良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。 ? 1. 土壤的组成和性质 (2) 土壤胶体的缓冲作用 土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。 土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能越强；盐基饱和度越高，对酸的缓冲能力越强，盐基饱和度越低，对碱的缓冲能力越强。 ? 1 土壤的组成和性质 有些学者认为酸性土壤中单独存在的Al3+也起缓冲作用，在pH5的酸性土壤里，土壤溶液中Al3+有6个水分子围绕着，当土壤中OH-增多时，铝离子周围的6个水分子有一、二个水分子离解出H+，与加入的OH-中和，并发生如下的反应。 ? 1 土壤的组成和性质 这种带有OH-的铝离子很不稳定，它们要聚合成更大的离子团。聚合的离子团越大，解离出的氢离子越多，对碱的缓冲能力越强。 土壤中主要的氧化还原体系 O2—H2O NO3- —NO2-，NO3- —N2，NO3- —NH4+ SO42- —H2S Fe 3+ —Fe 2+ Mn 4+ —Mn 2+ CO2 —CH4 Cr2O72- —CrO42- 土壤中主要的氧化剂——氧气， NO3- 和高价金属离子 土壤中主要的还原剂——有机物和低价金属离子 1.5 土壤的氧化还原性 ? 6.1 土壤的组成和性质 氧化还原电位 还原半反应 Gibbs标准自由能变化为 ? 1 土壤的组成和性质 土壤淹水后氧化物的还原序列 旱地的Eh为200-700mV，水田-400-300mV 在氧气完全排除之前，NO3-开始还原，在O2和NO3-还原期间，Mn4+开始还原为Mn2+； 只有在系统中不含有O2和NO3-时，才开始发生Fe3+还原为Fe2+； 系统中完全没有O2和NO3-时，SO42-开始还原为S2-； SO42-全部还原后，才出现CH4 ? 1 土壤的组成和性质 影响土壤Eh的因素 土壤的通气状况 土壤的含水量 土壤有机质 pH值 变价元素 ? 1 土壤的组成和性质 小 结 土壤是一种组成和结构都很复杂的集合体 组成和结构决定了土壤的物理、化学和生物性质 这些属性使土壤具有了特有的功能 ? 1 土壤的组成和性质 重要内容：土壤组成；CEC；原生（次生）矿物；比表面；1:1型矿物，2:1型矿物；双电层活性酸度；潜性酸度 * 胡敏素(Humin)：不溶于有机溶剂、稀酸和稀碱液的有机高分子化合物。 胡敏酸(Humic acid)：溶于稀碱，但不溶于稀酸的棕至褐色的天然有机高分子化合物。 富里酸(Fulvic acid)：土壤中既能溶于稀碱又能溶于稀酸的黄棕色天然有机高分子化合物。 分子大小： 胡敏素胡敏酸富里酸 土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水和灌溉。在地下水位接近地面（2-3m）的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。 土壤水分为土壤中各种化学反应的介质，对岩石风化、土壤形成、植物生长有着决定性意义。 3. 土壤水分 土壤水分的重要性 土壤水=土壤溶液 供作物生长需要 影响养分的溶解和移动 土壤的氧化还原电位 有机质的分解与积累 土壤热量状况 土壤的耕性 土壤溶质包括：无机胶体、有机胶体、无机盐类、有机化合物、配合物、溶解气体 土壤水分存在的形式：固态水、气存水、毛管水 和吸附水。土壤颗粒表面有很强的粘附力，土壤颗粒吸附的水分称吸着水，几乎不移动，不被植物吸收。外层的膜状水称内聚水或毛细管水，是植物生长的主要水源。 4. 土壤空气 土壤空气组成与大气类似；但具有以下特点： 土壤空气不连续，存在于土粒空隙之间； 通常