土壤酸碱性氧化还原性.ppt
《土壤酸碱性氧化还原性.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土壤酸碱性氧化还原性.ppt(92页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、土壤酸碱性氧化还原性现在学习的是第1页,共92页2 2土壤吸附的类型土壤吸附的类型(1 1)交换性吸附交换性吸附 是是土土壤壤胶胶粒粒带带有有电电荷荷借借静静电电引引力力从从溶溶液液中中吸吸附附带带异异号号电电荷荷的离子或极性分子。的离子或极性分子。(2 2)专性吸附专性吸附 它它是是指指离离子子通通过过表表面面交交换换与与晶晶体体的的阳阳离离子子共共用用1 1个个或或2 2个个氧氧原子,形成共价键而被土壤吸附的现象。原子,形成共价键而被土壤吸附的现象。(3 3)负吸附负吸附 是是指指土土粒粒表表面面的的离离子子或或分分子子浓浓度度低低于于整整体体溶溶液液中中该该离离子子或分子的浓度的现象。或
2、分子的浓度的现象。现在学习的是第2页,共92页二、土壤阳离子吸附与交换作用二、土壤阳离子吸附与交换作用1 1阳离子的静电吸附阳离子的静电吸附2 2阳离子的交换作用阳离子的交换作用概念概念 是指土壤胶体表面能吸附的阳离子(主要是扩散层中是指土壤胶体表面能吸附的阳离子(主要是扩散层中的阳离子)与土壤溶液中的阳离子相互交换的作用。的阳离子)与土壤溶液中的阳离子相互交换的作用。阳离子的交换能力阳离子的交换能力 是指一种阳离子将胶体另一种阳离子交换出来的能力。是指一种阳离子将胶体另一种阳离子交换出来的能力。现在学习的是第3页,共92页影响阳离子交换能力的因素:影响阳离子交换能力的因素:a.a.离子电荷数
3、量的影响离子电荷数量的影响b.b.离子的半径及水化程度离子的半径及水化程度 c.c.离子浓度离子浓度 现在学习的是第4页,共92页1 10 0 1.00 1.00 1 1 H H 2 210.0010.001.06 1.06 40.0840.08 2 2 CaCa2 2 3 313.3013.30 0.780.7824.23 24.23 2 2 MgMg2 2 4 45.32 5.32 1.331.3339.10 39.10 1 1 K K 5 55.375.37 1.43 1.43 18.0118.01 1 1 NHNH4 4 6 67.90 7.90 0.93 0.93 23.0023.0
4、0 1 1 NaNa 水化水化未水化未水化交换力交换力顺序顺序离子半径(离子半径(A A)原子量原子量价数价数离子离子 离子半径及水化程度与交换力的美系离子半径及水化程度与交换力的美系现在学习的是第5页,共92页3 3、土壤的阳离子交换量、土壤的阳离子交换量 是是指指pHpH值值为为一一定定时时每每kgkg干干土土所所吸吸收收的的全全部部交交换换性性阳阳离离子子的的厘厘摩摩尔尔数数,以以cmolcmol(+)/kg/kg表表示示。一一般般用用CECCEC表示。表示。现在学习的是第6页,共92页不同质地土壤的阳离子交换量不同质地土壤的阳离子交换量 土土 壤壤砂砂 土土砂壤土砂壤土壤壤 土土粘粘
5、土土阳阳 离离 子子 交换量交换量 15787182530 单位:单位:cmolkg土土 现在学习的是第7页,共92页影响因素:影响因素:1 1)胶体种类:有蒙伊高)胶体种类:有蒙伊高 2 2)土壤质地:细,有机质多,粘土矿物多)土壤质地:细,有机质多,粘土矿物多 3 3)pHpH:pH pH下降,下降,CECCEC降低降低 现在学习的是第8页,共92页可交换可交换阳离子阳离子 致酸阳离子(致酸阳离子(AlAl3+3+、H H+)盐基阳离子盐基阳离子(CaCa2+2+、MgMg2+2+、K K+、NaNa+等)等)现在学习的是第9页,共92页4 4、盐基饱和度、盐基饱和度(BS)(BS)土壤中
6、交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数称为盐基饱和度。数称为盐基饱和度。现在学习的是第10页,共92页土壤的供肥性土壤的供肥性一、土壤的供肥性一、土壤的供肥性土壤供肥能力表现的主要内容有:土壤供肥能力表现的主要内容有:1土壤供应速效养分的数量土壤供应速效养分的数量2缓效养分转变为速效养分的速率缓效养分转变为速效养分的速率3速效养分持续供应供应的时间速效养分持续供应供应的时间现在学习的是第11页,共92页二、土壤养分的有效化过程二、土壤养分的有效化过程 1 1离子的饱和度离子的饱和度 2 2互补离子的影响互补离子的影响 3 3粘土矿物的种类粘土矿物的
7、种类现在学习的是第12页,共92页第五节第五节 影响土壤影响土壤供肥性供肥性的化学因素的化学因素一、土壤溶液组成和浓度一、土壤溶液组成和浓度二、土壤酸碱反应二、土壤酸碱反应1 1土壤酸性反应土壤酸性反应现在学习的是第13页,共92页第六节第六节 土壤酸碱性及缓冲性土壤酸碱性及缓冲性现在学习的是第14页,共92页l 土壤酸性土壤酸性l 土壤碱性土壤碱性l 土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响l 我国土壤酸碱性概况与土壤酸碱性调节我国土壤酸碱性概况与土壤酸碱性调节l 土壤缓冲性土壤缓冲性内容提要内容提要现在学习的是第15页,共92页 土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤
8、溶液的反应。是指土壤溶液的反应。它它反反映映土土壤壤溶溶液液中中H H+浓浓度度和和OHOH-浓浓度度比比例例,同同时时也也决决定定土土壤壤胶胶体体上上致致酸酸离离子子(H H+或或AlAl3+3+)或或碱碱性性离离子子(NaNa+)的的数数量量及及土土壤壤中中酸酸性性盐盐和和碱碱性性盐盐类类的的存存在在数数量量,是是由由母母质质、生生物物、气气候候以以及及人人为为作作用用等多种因子控制的。等多种因子控制的。土壤酸碱性土壤酸碱性现在学习的是第16页,共92页土壤酸性土壤酸性现在学习的是第17页,共92页几种酸性土剖面图几种酸性土剖面图红壤红壤赤红壤赤红壤砖红壤砖红壤土壤酸性现在学习的是第18页
9、,共92页一、土壤酸性形成的原因一、土壤酸性形成的原因土壤酸性土壤酸性,一方面与溶液中一方面与溶液中H+浓度相关,另一方面更多的是浓度相关,另一方面更多的是与土壤胶体上吸附的致酸离子(与土壤胶体上吸附的致酸离子(H+或或Al3+)有密切关系。)有密切关系。土土壤壤中中酸酸性性的的主主要要来来源源:胶胶体体上上吸吸附附的的H+或或Al3+、CO2溶溶于于水水所所形形成成的的碳碳酸酸、有有机机质质分分解解产产生生的的有有机机酸酸、氧氧化化作作用用产产生生少量无机酸、以及施肥加入的酸性物质等。少量无机酸、以及施肥加入的酸性物质等。土壤酸性现在学习的是第19页,共92页(1 1)水的解离水的解离:H
10、H2 2O O H H+OH+OH-(2 2)碳酸的解离碳酸的解离:H H2 2COCO3 3 H H+HCO+HCO3 3-(3 3)有机酸的解离有机酸的解离:有机酸:有机酸 H H+RC RC(4 4)无机酸无机酸 :硝化作用产生硝化作用产生硝酸硝酸、硫化作用可产生、硫化作用可产生硫酸硫酸;(;(NHNH4 4)2 2SOSO4 4、KC1KC1和和NHNH4 4C1C1等等生理酸性肥料生理酸性肥料施入到土壤中,施入到土壤中,因为阳离子因为阳离子NHNH4 4+、K K+被被植物吸收而留下植物吸收而留下酸根酸根,导致溶液中,导致溶液中H H+增多。增多。(5 5)酸雨酸雨 :pH5.6pH
11、5.6的夹带大气酸性物质的降水。的夹带大气酸性物质的降水。O O-1.土壤中土壤中H+的来源的来源 土壤酸性现在学习的是第20页,共92页酸雨!酸雨!在自然界自然产生的酸性物质,在正常的降雨过程中能稀释,使它们不会在自然界自然产生的酸性物质,在正常的降雨过程中能稀释,使它们不会产生什么危害。产生什么危害。人为活动人为活动:如燃煤发电厂、工业燃煤的锅炉、家庭炊用和取暖用煤以及如燃煤发电厂、工业燃煤的锅炉、家庭炊用和取暖用煤以及机动车等排放的大量含硫和含氮的废气机动车等排放的大量含硫和含氮的废气,这些人类活动排放到大气中这些人类活动排放到大气中的的含硫和含氮的氧化物含硫和含氮的氧化物在运行过程中,
12、经过复杂的大气化学和大气在运行过程中,经过复杂的大气化学和大气物理作用,形成硫酸盐和硝酸盐,与空气中水分反应形成酸,随雨、物理作用,形成硫酸盐和硝酸盐,与空气中水分反应形成酸,随雨、雪等降落到地面,就是硫酸和硝酸的水溶液,就形成了酸雨。雪等降落到地面,就是硫酸和硝酸的水溶液,就形成了酸雨。土壤酸性现在学习的是第21页,共92页2.2.土壤中铝的活化土壤中铝的活化胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤呈酸性。胶体上交换性铝离子被交换进入溶液后使土壤呈酸性。氢离子进入土壤氢离子进入土壤,随着阳离子交换作用的进行,土壤盐基饱和随着阳离子交换作用的进行,土壤盐基饱和度下降,而度下降,而氢离子饱和度渐
13、渐提高。氢离子饱和度渐渐提高。当土壤粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时,这些胶粒的晶体当土壤粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时,这些胶粒的晶体结构就会遭到破坏,有些结构就会遭到破坏,有些铝氧八面体铝氧八面体被解体,使铝离子脱离了八被解体,使铝离子脱离了八面体晶体的束缚,变成面体晶体的束缚,变成活性铝离子活性铝离子。活性铝离子被吸附在带负电荷的粘粒表面,转变为活性铝离子被吸附在带负电荷的粘粒表面,转变为交换性铝离子交换性铝离子,交换性铝离子解吸后,水解形成交换性铝离子解吸后,水解形成酸性:酸性:Al3+3H2O Al(OH)3+3H+土壤酸性现在学习的是第22页,共92页1.1.活性酸活
14、性酸 二、土壤酸的类型二、土壤酸的类型土壤溶液中游离的土壤溶液中游离的H H+所表现的酸度。所表现的酸度。活性酸度的表示:活性酸度的表示:决定土壤溶液中决定土壤溶液中H+H+浓度,通常用浓度,通常用pHpH值表示,值表示,即即pH=-lgHpH=-lgH+定义定义土壤酸性现在学习的是第23页,共92页pH值值 酸碱度分级酸碱度分级 pH值值 酸碱度分级酸碱度分级 9.5 弱碱性弱碱性 碱性碱性 强碱性强碱性 极强碱性极强碱性 我国土壤酸碱度分级我国土壤酸碱度分级 土壤酸性现在学习的是第24页,共92页 2.潜性酸潜性酸指土壤胶体上吸附的指土壤胶体上吸附的H+和和Al3+所引起的酸度。所引起的酸
15、度。这些离子只有当它们从胶体上解离这些离子只有当它们从胶体上解离或被其它阳离子所交换而转移到溶或被其它阳离子所交换而转移到溶液中以后才显示酸性。液中以后才显示酸性。定义定义表现形式表现形式测定方法测定方法代换性酸代换性酸 水解性酸水解性酸土壤酸性现在学习的是第25页,共92页 用过量用过量中性盐中性盐(氯化钾、氯化钠等)溶液,与(氯化钾、氯化钠等)溶液,与土壤胶体发生交土壤胶体发生交换作用换作用,土壤胶体表面的氢离子或铝离子被浸提剂的阳离子,土壤胶体表面的氢离子或铝离子被浸提剂的阳离子所交换,使溶液的酸性增加。测定溶液中所交换,使溶液的酸性增加。测定溶液中氢离子的浓度氢离子的浓度即得交即得交换
16、性酸的数量。换性酸的数量。(1 1)交换性酸交换性酸土壤酸性现在学习的是第26页,共92页交换性酸交换性酸(常用(常用1mol/L KCl提取)提取)cmol(+)kg-1M+M+4KClH+M+M+K+K+Al3+K+K+Al3+3H2O Al(OH)3 +3H+Al3+H+用用中中性性盐盐溶溶液液浸浸提提而而测测得得的的酸酸量量只只是是土土壤壤潜潜性性酸酸量量的的大大部部分分,而而不不是是它它的的全全部部。交交换换性性酸酸在在进进行行调调节节土壤酸度估算石灰用量时有重要参考价值。土壤酸度估算石灰用量时有重要参考价值。土壤酸性现在学习的是第27页,共92页(2 2)水解性酸)水解性酸 CHC
17、H3 3COONaCOONa水解产生水解产生NaOHNaOH,pHpH值可达值可达8.58.5,NaNa+可以把绝可以把绝大部分的代换性氢离子和铝离子代换下来,从而形成大部分的代换性氢离子和铝离子代换下来,从而形成醋醋酸酸,滴定滴定溶液中溶液中醋酸的总量醋酸的总量即得即得水解性酸度水解性酸度。用过量用过量强碱弱酸盐强碱弱酸盐(CHCH3 3COONaCOONa)浸提土壤,胶体上的)浸提土壤,胶体上的氢离子或铝离子氢离子或铝离子释放到溶液中所表现出来的释放到溶液中所表现出来的酸性酸性。土壤酸性现在学习的是第28页,共92页水解性酸水解性酸(用用pH8.2 NaOAc溶液提取)溶液提取)cmol(
18、+)kg-1 Al3+M+M+H+4CH3COONa M+M+Na+Na+Na+Na+4CH3COOH+Al(OH)3 用用碱碱滴滴定定溶溶液液中中醋醋酸酸的的总总量量即即是是水水解解酸酸的的量量。土土壤壤水水解解酸酸反反应应生生成成难难电电离离的的Al(OH)Al(OH)3 3和和CHCH3 3COOHCOOH,所所以以反反应应向向右右进进行行彻彻底底,即即土土壤壤胶胶体体中中吸吸附附的的H H+和和AlAl3+3+能能较较完完全全被被交交换换出出来来。水水解解性性酸酸度也可作为酸性土壤改良时计算石灰需要量的参考数据。度也可作为酸性土壤改良时计算石灰需要量的参考数据。土壤酸性现在学习的是第2
19、9页,共92页 潜性酸潜性酸土壤土壤交换性酸交换性酸水解性酸水解性酸 cmol(+)kg-1土土黄壤(广西)黄壤(广西)3.626.81黄壤黄壤(四川四川)2.062.94黄棕壤黄棕壤(安徽安徽)0.201.97黄棕壤黄棕壤(湖北湖北)0.010.44红壤红壤(广西广西)1.489.14水水解解性性酸酸度度一一般般要要比比交交换换性性酸酸度度大大得得多多,但但这这两两者者是是同同一一来来源源,本本质质上上是是一一样样的的,都都是是潜潜性性酸酸,只只是是交交换换作作用用的程度不同而已。的程度不同而已。几种土壤中的交换性酸和水解性酸量的比较几种土壤中的交换性酸和水解性酸量的比较土壤酸性现在学习的是
20、第30页,共92页 活性酸活性酸潜性酸潜性酸 3.活性酸与潜性酸的关系活性酸与潜性酸的关系先有活性酸,后有潜性酸;先有活性酸,后有潜性酸;潜性酸大大地大于活性酸;潜性酸大大地大于活性酸;活性酸与潜性酸处于动态平衡中。活性酸与潜性酸处于动态平衡中。活性酸是土壤酸度的起源,代表活性酸是土壤酸度的起源,代表土壤酸度的土壤酸度的强度强度;潜在酸是土壤酸度的主体,代表潜在酸是土壤酸度的主体,代表土壤酸度的土壤酸度的容量容量。土壤酸性现在学习的是第31页,共92页第二节第二节 土壤碱性土壤碱性 现在学习的是第32页,共92页几种碱性土剖面图几种碱性土剖面图石灰性土石灰性土滨海盐土滨海盐土土壤碱性现在学习的
21、是第33页,共92页o 土土壤壤弱弱酸酸强强碱碱盐盐的的水水解解,碳碳酸酸及及重重碳碳酸酸的的钾钾、钠钠、钙钙、镁等盐类。如镁等盐类。如NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3、CaCOCaCO3 3等等;o其次是土壤胶体上的其次是土壤胶体上的NaNa+的代换水解作用。的代换水解作用。OH-的来源的来源土壤碱性现在学习的是第34页,共92页1.碳酸钙水解碳酸钙水解 CaCO3+H2O Ca2+HCO3-+OH-2.碳酸钠的水解碳酸钠的水解 Na2CO3+2H2O 2Na+2OH-+H2CO3 3.交换性钠的水解交换性钠的水解 土壤胶体上交换性钠解吸土壤胶体上交换性钠解吸:xNa
22、+yH2O (x-y)Na+yNaOH yH+一、土壤碱性形成的原因一、土壤碱性形成的原因土壤碱性现在学习的是第35页,共92页二、土壤碱性的指标二、土壤碱性的指标 2.总碱度总碱度指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量 总碱度总碱度=CO32-+HCO3-单位:单位:cmol(-)L-1 CaCO3及及MgCO3的溶解度很小,在正常的溶解度很小,在正常CO2分压下,它们在土壤溶液分压下,它们在土壤溶液中的浓度很低,所以含中的浓度很低,所以含CaCO3和和MgCO3的土壤,其的土壤,其pH值不可能很高,最高值不可能很高,最高的的pH值在值在8.5左
23、右,这种因石灰性物质所引起的弱碱性反应(左右,这种因石灰性物质所引起的弱碱性反应(pH值值7.58.5)称为称为石灰性反应,石灰性反应,该土壤称之为该土壤称之为石灰性土壤。石灰性土壤。1.pH值值土壤溶液中土壤溶液中OH-浓度浓度H+浓度,浓度,pH7,土壤表现为碱性。,土壤表现为碱性。土壤碱性现在学习的是第36页,共92页2.碱化度碱化度 碱化度(碱化度(%)=100 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
24、壤理化性质上发生恶劣变化,称为土壤的强的碱性反应,土壤理化性质上发生恶劣变化,称为土壤的碱碱化作用化作用。碱化层的碱化层的碱化度碱化度30%,30%,表层表层含盐量含盐量0.5%9.09.0定为定为碱土碱土。碱化度在碱化度在5%-20%5%-20%时时称碱化土碱化土,土壤碱化度为土壤碱化度为5 51010定为定为轻度轻度碱化土壤碱化土壤,10101515为为中度碱化土壤中度碱化土壤,15152020为为强碱化土壤强碱化土壤。土壤碱性现在学习的是第37页,共92页第三节第三节 土壤酸碱性对土壤肥力土壤酸碱性对土壤肥力 和植物生长的影响和植物生长的影响 现在学习的是第38页,共92页1.1.对土壤
25、微生物的影响对土壤微生物的影响 土壤土壤细菌细菌和和放线菌放线菌适宜于适宜于中性和微碱性环境中性和微碱性环境;在在强酸性土壤强酸性土壤中中真菌真菌则占优势则占优势 。2.2.对土壤胶体带电性影响对土壤胶体带电性影响 土壤环境土壤环境pH pH 值高值高时,土壤胶体时,土壤胶体负电荷数量增多负电荷数量增多,相应,相应 于阳离子交换量也增加,土壤于阳离子交换量也增加,土壤保肥性、供肥性增强。保肥性、供肥性增强。一、对土壤肥力的影响一、对土壤肥力的影响土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响现在学习的是第39页,共92页3.3.对土壤养分有效性影响对土壤养分有效性影响植物营养元素的有效性与植物营养元素的有效
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土壤 酸碱 氧化 原性
限制150内