有“南酸北碱.沿海偏酸.内陆偏碱”的地带性特点。 十二、土壤酸性
1. 土壤酸化过程:土壤胶体上吸附的盐基离子被活性H+交换进入土壤溶液后被淋失.胶体上的交换性H+不断增加.并出现交换性铝.形成酸性土壤。
土壤H+的来源:(1)水的解离;(2)碳酸解离;(3)有机酸的解离(4)酸雨:我国每年排放SO2约1.7×106~7吨(;5)其它无机酸(NH4)2SO4, KCl, NH4Cl。 2.土壤酸的类型:(1)土壤活性酸:扩散于土壤溶液中的氢离子所反映出来的酸度。
土壤pH值和酸碱性分级:
土壤pH <4.5 4.5-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 >8.5
极强酸性 强酸性 微酸性 中性 碱性 强碱性
(2)土壤潜性酸
潜性酸—由土壤胶体或吸收性复合体表面吸附的交换性H+、Al3+离子所引起的酸度。
土壤酸性起源:
先有活性酸.再转化为潜性酸;
酸性强弱决定于潜性酸.主要是交换性Al3+; 活性酸是潜性酸的表现。
活性酸和潜性酸的关系:活性酸和潜酸的总和.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。
十三、交换性酸度:当用中性盐溶液如1molKCl或0.06molBaCl2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均被浸提剂的阳离子交换而进入溶液.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(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。
十四、影响土壤碱化的因素 (1)气候因素(干湿度);
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(2) 生物因素; (3) 母质; (4) 施肥和灌溉。
十五、土壤酸碱性对养分有效性影响
(土)壤 pH6.5 左右时.各种养分的有效性都较高并适宜多数作物的生长。 (2) 在微酸性、中性至碱性土壤中.氮、硫、钾的有效性高。 (3)pH6~7 土壤中.磷的有效性最高。
pH < 5 时.土壤活性铁、铝增加.易形成磷酸铁、铝沉淀。 pH > 7 时.易形成磷酸钙沉淀。
(4) 在强酸和强碱土壤中.有效性钙和镁的含量低;在 pH6.5~8.5 土壤中.钙、镁有效性较高。
(5)Fe 、 Mn 、 Cu 、 Zn 有效性在酸性和强酸性土中高;在 pH > 7 土壤中明显降低.常出现 Fe 、 Mn 供给不足。
(6)Mo 在强酸性土中有效性低.当 pH > 6 时.其有效性增加。 B 在强酸性土和石灰性土中有效性较低.在 pH6~7 和 pH > 8.5 的碱性土中有效性较高.表现较复杂的情况。
(7) 在 pH < 5.5 的强酸性土壤中.矿物结构中和有机物络合态铝、锰等均易被活化.交换性铝可占 CEC 的 90% 以上.且易产生游离 Al3+ 。 十五、土壤的氧化还原作用 1.土壤空气中O2是主要氧化剂;
2.土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂;
3. 土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。
4. 土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应.很大程度上有微生物参与。 5. 土壤是不均匀的多相体系.不同土壤和同一土层不同部位.氧化还原状况会有不同差异。
6.土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。 十六、影响氧化还原电位的因素 1.土壤通气性; 2.微生物活动;
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3.易分解有机质含量; 4.植物根系的代谢作用;
5.土壤pH。土壤Eh一般随pH的升高而下降; 6.土壤中氧化态和还原态物质的多少。
十七、土壤缓冲性:酸性或碱性物质加入土壤后.土壤具有缓和其酸碱反应和pH变化的能力.称土壤缓冲性能。 土壤酸、碱缓冲原理 (1)土壤中有许多弱酸
(2)土壤胶体交换性阳离子对酸碱的缓冲作用更大 土壤酸碱缓冲体系
(1)碳酸盐体系: 石灰性土壤的缓冲作用主要决定于CaCO3-H2O-CO2体系。 缓冲的pH范围在pH 8.5-6.7之间 (2)硅酸盐体系:对酸性物质的缓冲作用。 (3)交换性阳离子体系:对酸、碱物质的缓冲作用
土壤阳离子交换量愈大.缓冲能力愈大。对两种阳离子交换量相同的土壤.则盐基饱和度愈大的土壤.对酸的缓冲性愈强。 (4)铝体系:对碱性物质缓冲作用(pH<5.0) 在土壤pH<4.0时,铝离子以Al(H2O)63+形态存在 (5)有机酸体系:有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用 土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线
缓冲容量(BufferingCapacity)—使单位(质量或容积)土壤改变1个pH单位所需的酸或碱量。用酸碱滴定获得绘制滴定曲线.称缓冲曲线。不同土壤缓冲容量(曲线)不同.同一土壤缓冲容量(曲线斜率)也有变化。
土壤胶体带负电荷.可看作酸胶基或弱酸;H+ 饱和胶体的滴定曲线与强酸相似;Al3+ 饱和胶体的滴定曲线则与弱酸相似; 土壤缓冲性的影响因素
1) 土壤无机体的类型:蒙脱石>伊利石>高龄石>水合氧化铁、铝 2) 土壤质地:粘土>壤土>砂土 3) 土壤有机质含量。
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土壤氧化还原状况对养分有效性影响 主要影响变价元素的有效性。
Fe3+、Mn4+还原成Fe2+、Mn2+后溶解度和有效性增加。
此外氮的形态:Eh>480mV时.以NO3--N为主.适于旱作吸收。 Eh <220mV时.以NH4-N为主.适于水稻吸收。 SO4 2-→S2-.形成硫化物。
几种硫化物的溶解度:MnS>FeS>ZnS>CuS 造成土壤Zn、Cu的有效性降低。
土壤酸碱性和氧化还原状况与有毒物质积累 1 、强酸性土的铝锰胁迫与毒害
在pH<5.5酸性土中.锰、铝易被活化。大田作物幼苗期对Al3+很敏感.当游离Al3+达到0.2cmol/kg土时可使作物受害。 2 、H2S
在土壤富铁条件下形成FeS.但如土壤缺铁或在pH<6的条件下.出现较多H2S对水稻发生毒害。 3 、有机酸
水田在大量施用新鲜有机肥时可积累较多的丁酸等有机酸.抑制水稻根系呼吸和养分吸收。
H2S(>0.07mg/L)和丁酸(>10-3mol/L)对水稻吸收养分抑制程度的顺序为: H2PO4-、K+>Si4+>NH4+>Mg2+、Ca2+
第二章 土壤形成因素学说 第一节 成土因素学说
一、土壤形成因素:又称成土因素,是影响土壤形成和发育的基本因素.它是一种物质、力、条件或关系或它们的组合.其已经对土壤形成发生影响或将影响土壤的形成。
二、土壤发生学说:认为土壤是在各种自然和人为因素的影响下由岩石风化成母质.再由母质演化成土壤的。 三、五大成土因素(道库恰耶夫)
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气候-climate
母质-parent material 生物-biology 地形-topographty 时间-time
第二节 成土影响因素
一、气候:气候对土壤形成的影响主要体现在两个方面:一是直接参与母质的风化.水热状况直接影响矿物质的分解与合成和物质的积累与淋失;二是控制植物生长和微生物活动.影响有机质的积累和分解.决定养料物质循环的速度。 (一)湿度因子对土壤形成的影响 1 、影响土壤中物质的迁移;
2 、影响土壤中物质的分解、合成和转化;
表土有机质含量常随大气湿度的增加而增加。湿润地区的土壤风化度较高.而在干旱地区则较弱。随着湿度增加.土壤颜色也由红转黄。 (二)温度对土壤形成的影响
一般来说.每增加10℃温度.反应速率可成倍增加。
德国土壤学家拉曼(Ramann)曾提出了“风化因子”的概念:风化因子=风化天数×水解离度
(三)温度和湿度的共同影响
显域土:把在排水条件较好而又比较平稳的地形条件下形成的、气候条件明显大于其他因素影响的土壤称为显域土(或正常土、地带性土壤)。 土壤地带性规律:
(1)在温带.自西向东大气湿度递增.依次出现棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土(灰钙土)、栗钙土、黑钙土和黑土。
(2)在东部湿润区.由北而南热量递增.土壤分布依次为暗棕壤、棕壤(褐土)、黄棕壤、黄壤、红壤和砖红壤。
(3)在中国温带.自西向东大气湿度递增.依次出现:棕漠土、灰棕漠土、灰漠土、棕钙土(灰钙土)、栗钙土、黑钙土和黑土。
(4)在中国温带东部湿润区.由北而南热量递增.土壤分布依次为:暗棕壤、棕
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