土壤酸碱性和氧化还原反应森林土壤

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1、第九章土壤酸碱性及氧化还原反应第一节土壤酸碱反应土壤酸碱性反应土壤酸碱反应是气候、植被、成土母质等及人为因素共同作用的结果土壤酸碱反应是指土壤酸性或碱性的程度，常以pH值表示。我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），长江以南的土壤多为酸性或强酸性，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一、土壤酸碱形成的原因1、土壤酸性形成的机理（1）土壤中氢离子的来源：★水的解离★碳酸解离★有机酸的解离★酸雨★其它无机酸

2、（2）土壤中铝离子的活化（形成酸性土壤的重要原因）土壤酸化过程土壤胶体Na+Mg2+K+Na+H+Ca2+H+H+H+增加，土壤酸化Ca2+K+Mg2+盐基离子淋溶离子交换Al3+Al3+2、土壤碱性形成的机理形成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。土壤中的碱性物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。从上式可知：石灰性土壤的pH值主要受土壤空气中CO2分压控制（1）石灰性土壤的pH值，因CO2的偏压大小而变，所以在测定石灰性土壤pH值时，应在固定的CO2偏压下进行，并必须注意在

3、充分达到平衡后测读。（2）土壤空气中CO2含量虽然高于大气，但很少高于10%，因此石灰性土壤的pH总是在6.8～8.5之间，施用石灰中和土壤酸度是比较安全的，不会使土壤过碱。▲碳酸钙水解▲碳酸钠的水解▲交换性钠的水解土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。盐土和碱土并非一物“盐碱土”，盐土的pH值一般小于8.5,盐土脱盐才可能形成碱土。积盐和脱盐交替发生二、土壤酸碱性度类型和指标1、土壤酸度类型★活性酸度(soilactiveacidity)土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的氢离子浓度直接反应出来的酸度。★潜性酸(

4、soilpotentialacidity)土壤潜性酸是由于土壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子所造成的显出酸性，所以它是土壤酸的潜在来源，故称为潜性酸。可用交换性酸度和水解酸度表示。（1）交换性酸度(soilexchangeableacidity)用中性盐溶液如1molKCl或0.06molBaCl溶液(pH=7)浸提土壤时土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分被浸提剂的阳离子交换而进入溶液，浸出液中的氢离子及由铝离子水解产生的氢离子，用标准碱液滴定,根据消耗的碱量换算,为交换性氢与交换性铝的总量,即为交换性酸量

5、(包括活性酸)。以厘摩尔（＋）/千克）为单位，它是土壤酸度的数量指标。交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重要参考价值。（2）水解性酸度(soilhydrolyticacidity)用弱酸强碱的盐类溶液（如pH8.2的1molNaOAc溶液）浸提,再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水解性酸。结果:①交换程度比之用中性盐类溶液更为完全，土壤吸附性氢、铝离子的绝大部分可被Na+离子交换。②水化氧化物表面的羟基和腐殖质的某些功能团（如

6、羟基、羧基）上部分H+解离而进入浸提液被中和。★活性酸和潜性酸的关系活性酸和潜性酸的总和，称为土壤总酸度。由于它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义上是不同的。活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度；潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度2、土壤酸度的强度指标★土壤pH土壤pH代表与土壤固相处于平衡的溶液中的H+离子浓度的负对数,★石灰位(limepotential)在土壤胶体表面吸附的盐基离子中总是以钙离子为主的，

7、在酸性土壤的盐基离子中，钙离子约占总量65－80％。因此，提出了表示土壤酸强度的另一指标－石灰位。它将氢离子数量与钙离子数量联系起来，以数学式pH-0.5PCa表示之，即石灰位＝pH-0.5pCapH-0.5pCa是Ca(OH)2的化学位的简单函数。上式中为Ca(OH)2在标准状况下的化学位3、土壤碱性指标（一）总碱度总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量。我国碱化土壤的总碱度占阴离子总量的50％以上，高的可达90％，故可用总碱度作为土壤碱化程度分级的指标之一。即石灰性物质所引起的弱碱性反应（pH

8、7.5-8.5)称为石灰性反应,土壤称之为石灰性土壤。石灰性土壤的耕层因受大气或土壤中CO2分压的控制，pH值常在8.0-8.5范围内,而在其深层,因植物根系及土壤微生物活动都很弱,CO2分压很小,其pH值可升至10.0以上。（二）碱化度（钠碱化度：ESP）碱化度是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质上发