1、1第一节第一节 土壤胶体和土壤吸附性能土壤胶体和土壤吸附性能一、土壤胶体一、土壤胶体在胶体化学上在胶体化学上: : 一般把直径在一般把直径在1100nm之间的物质颗粒称胶体微粒。之间的物质颗粒称胶体微粒。在土壤中在土壤中: : Al3+Ca2+Mg2+H+NH4+K+Na+16阳离子交换作用的特征阳离子交换作用的特征（一）阳离子交换作用（一）阳离子交换作用土壤胶体土壤胶体土壤胶体土壤胶体KKHHNH4NH4NaMg+ 3Ca 2 +CaNaMg+2H+2K+2NH4+Ca吸附吸附解吸解吸Ca可逆反应可逆反应等价交换等价交换受质量作用定律支配受质量作用定律支配二、土壤对阳离子的吸附与交换二、土壤
2、对阳离子的吸附与交换17（二）阳离子交换能力（二）阳离子交换能力（1）离子价数）离子价数(ion valence)（2）离子的半径及水合半径）离子的半径及水合半径（同价离子）（同价离子）（3）离子的浓度）离子的浓度Fe3+Al3+ H+ Ca2+Mg2+NH4+K+Na+R1胶粒胶粒R1R2R2一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。影响阳离子交换能力的因素影响阳离子交换能力的因素18（三）土壤阳离子交换量（三）土壤阳离子交换量（CEC） 每千克干土所含的全部交换性阳离子的厘摩尔数。也称吸每千克干土所含的全部交换性阳离子的厘摩尔数。也称吸收容
3、量。收容量。cmol（+）/kgCEC是衡量土壤保肥能力的重要指标。是衡量土壤保肥能力的重要指标。CEC20 cmol(+)/kg 保肥能力强保肥能力强CEC=1020 cmol(+)/kg 保肥能力中等保肥能力中等CEC8.5。第二节第二节 土壤酸碱性土壤酸碱性27281、生命活动、生命活动2、土壤溶液中活性铝离子的作用、土壤溶液中活性铝离子的作用3、吸附性、吸附性H+、Al 3+ 的作用的作用胶核胶核-Al3+-Al3+-H+ 3Ca2+胶核胶核-2Ca2+-Ca2+ + 2Al3+-H+Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3 H+一、土壤酸性的产生和酸度类型一、土壤酸性的产生
4、和酸度类型（一）土壤（一）土壤 H H+ + 的来源的来源29（二）土壤酸度的类型（二）土壤酸度的类型1、活性酸：、活性酸： 由土壤溶液中游离的由土壤溶液中游离的H+所决定的酸。所决定的酸。2、潜性酸：、潜性酸： 是由胶体表面所吸附的交换性致酸离子是由胶体表面所吸附的交换性致酸离子 (H+、Al3+）所形成的酸。）所形成的酸。活性酸和潜性酸的关系活性酸和潜性酸的关系它们是属于同一平衡体系中的两种酸，可相互转化。它们是属于同一平衡体系中的两种酸，可相互转化。土壤潜性酸的数量远大于活性酸。土壤潜性酸的数量远大于活性酸。活性酸是酸的强度指标，潜性酸是酸的容量指标。活性酸是酸的强度指标，潜性酸是酸的容
5、量指标。30二、土壤碱性和碱化度二、土壤碱性和碱化度 土壤的碱性主要决定于土壤中土壤的碱性主要决定于土壤中Na2CO3、NaHCO3、CaCO3以及胶体上交换性以及胶体上交换性Na的含量。的含量。1 1、土壤碱性、土壤碱性 由由CaCO3水解后产生的水解后产生的OH-使土壤呈弱碱性反应，使土壤呈弱碱性反应，pH一般在一般在7.5-8.5之间，很少超过之间，很少超过8.5。 由由NaCO3水解后产生的水解后产生的OH-使土壤呈碱性使土壤呈碱性-强碱性反应，强碱性反应，pH值值一般一般8.5。 当土壤胶体上交换性当土壤胶体上交换性Na+和和Ca2+的饱和度增加到一定程度时，会引的饱和度增加到一定程
6、度时，会引起起Na+的水解作用，产生的水解作用，产生OH-312 2、土壤碱化度、土壤碱化度 通常把钠离子的饱和度（交换性钠离子数量占阳离子交换量通常把钠离子的饱和度（交换性钠离子数量占阳离子交换量的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。的百分数）叫做土壤碱化度或交换性钠百分率。当碱化度低于当碱化度低于15%时时,土壤土壤pH不会超过不会超过8.5,称碱化土。称碱化土。而钠饱和度大于而钠饱和度大于10%时时,土壤土壤pH会超过会超过8.5,甚至甚至10.0,称为碱土。称为碱土。碱化度碱化度=交换性钠交换性钠阳离子交换量阳离子交换量 100 %碱土土粒高度分散碱土土粒高度分散,湿时泥泞湿时泥泞
7、,干时固结干时固结,耕性极差。耕性极差。32三、影响土壤酸碱性的因素三、影响土壤酸碱性的因素1、气候的影响、气候的影响 2、母质的影响、母质的影响3、植被的影响、植被的影响 4、地形的影响、地形的影响5、人类活动的影响度、人类活动的影响度 6、土壤性质的影响、土壤性质的影响土壤空气中土壤空气中CO2的分压的分压土壤水分含量土壤水分含量 石灰性土壤以及以吸附性钙离子占优势的中性土壤，土壤石灰性土壤以及以吸附性钙离子占优势的中性土壤，土壤pH与与CO2分压的关系可用下式表达：分压的关系可用下式表达：CO2分压愈大，分压愈大，pH值愈小。值愈小。2pH = pCa + PCO2 + KK为常数，为为
8、常数，为1010.5之间之间 石灰性土壤的石灰性土壤的pH值随土壤含水量增加有升高的趋势值随土壤含水量增加有升高的趋势,而酸而酸性土壤的这种趋势更加明显。性土壤的这种趋势更加明显。33四、土壤缓冲性能四、土壤缓冲性能 土壤具有抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的能力，土壤具有抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的能力，称为土壤的缓冲性能或缓冲作用。称为土壤的缓冲性能或缓冲作用。（一）土壤酸碱缓冲的机理（一）土壤酸碱缓冲的机理1、土壤中弱酸及其盐类的存在、土壤中弱酸及其盐类的存在2、阳离子交换作用、阳离子交换作用3、酸性土壤中活性铝或交换性铝对碱的缓冲作用、酸性土壤中活性铝或交换性铝对碱的缓冲作用（二
9、）影响土壤缓冲性的因素（二）影响土壤缓冲性的因素土壤无机胶体类型土壤无机胶体类型土壤质地土壤质地土壤有机质含量土壤有机质含量（三）土壤具有缓冲作用的意义（三）土壤具有缓冲作用的意义346+H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OOH-OH-OH-OH-OH-OH-Al3+Al3+Al3+Al3+ 当pH值大于5.5时,上述铝离子开始相互作用而产生沉淀,从而失去其缓冲能力。Al+H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OAl+OH-OH-4+H2O35四、土壤反应与土壤肥力的关系四、土壤反应与土壤肥力的关系（一）（一）土壤反应对植物及农作物生长的关系土壤反应
10、对植物及农作物生长的关系（二）（二）土壤反应与养分有效性的关系土壤反应与养分有效性的关系酸性指示植物：铁芒萁、映山红、马尾松、茶等酸性指示植物：铁芒萁、映山红、马尾松、茶等.碱土指示植物：盐蒿、碱蓬、柽柳、牛毛草等碱土指示植物：盐蒿、碱蓬、柽柳、牛毛草等.钙质土指示植物：甘草、蒺藜等钙质土指示植物：甘草、蒺藜等.3637土壤pH值与微生物及营养元素有效性的相关图式38第三节第三节 土壤氧化还原性土壤氧化还原性一、土壤氧化还原体系一、土壤氧化还原体系铁、锰、硫、氮、氢、氧及有机碳体系。铁、锰、硫、氮、氢、氧及有机碳体系。二、土壤氧化还原电位（二、土壤氧化还原电位（Eh Eh ）Eh = E0 +
11、RTnFln氧氧还还 氧化还原电位做为一个强度指标氧化还原电位做为一个强度指标, ,只能反应某种氧化还原物质只能反应某种氧化还原物质的氧化态和还原态的比例的氧化态和还原态的比例, ,并不能指出该种物质的绝对数量。并不能指出该种物质的绝对数量。3940 各类土壤的氧化还原电位可在氧化条件下的各类土壤的氧化还原电位可在氧化条件下的 600 700 mv 到到还原条件下的还原条件下的 - 200 - 300 mv 的范围内变动，几乎包括了自然的范围内变动，几乎包括了自然界的最大变动范围。界的最大变动范围。(750mv为完全好气条件为完全好气条件) （在（在pH=7时，纯氧体系的时，纯氧体系的Eh值为
12、值为820mv，而纯氢体，而纯氢体系为系为-414mv.) 根据已有的资料根据已有的资料,可以把可以把300mv作为氧化性和还原性的分界点作为氧化性和还原性的分界点,在在300 mv 以上时以上时,溶解态溶解态O2在电位方面起着重要作用在电位方面起着重要作用;在在300 mv以下的还原性土壤中以下的还原性土壤中,决定电位的主要是有机还原性物质。而铁、决定电位的主要是有机还原性物质。而铁、锰及硫等的还原锰及硫等的还原,则是与有机还原性物质相作用的结果。则是与有机还原性物质相作用的结果。41三、影响氧化还原电位的因素三、影响氧化还原电位的因素（1）土壤通气性）土壤通气性（2）土壤水分状况）土壤水分
13、状况（3）植物根系的代谢作用）植物根系的代谢作用（4）土壤中易分解有机质含量）土壤中易分解有机质含量（5）pH氧化态氧化态 + ne + mH+还原态还原态 + x H2O42四、土壤氧化还原状况的调节四、土壤氧化还原状况的调节对于旱地土壤来说，调节土壤通气性的措施有：对于旱地土壤来说，调节土壤通气性的措施有： 1、促进团粒结构的形成；、促进团粒结构的形成； 2、中耕松土，疏松耕层；、中耕松土，疏松耕层； 3、深耙勤锄，打破土表结壳；、深耙勤锄，打破土表结壳；43 水田土壤，由于其淹水耕作，是土壤通气性研究的水田土壤，由于其淹水耕作，是土壤通气性研究的重点内容。一般来说，从水稻的整个生育期考虑，应重点内容。一般来说，从水稻的整个生育期考虑，应根据水稻不同生育阶段的需要。对水稻的氧化还原状根据水稻不同生育阶段的需要。对水稻的氧化还原状况进行合理的调控。况进行合理的调控。（1）开沟排水，降低地下水位；）开沟排水，降低地下水位；（2）水旱轮作；）水旱轮作；（3）起垄栽培。）起垄栽培。对于冷浸田、冬水田的调节措施有：对于冷浸田、冬水田的调节措施有：
