酸堿性及氧化還原反應(yīng)(已修改)
2025-05-26 20:49 本頁面
【正文】 ? 第六章 土壤酸堿性和氧化還原性 ? 土壤酸堿性和氧化還原性是土壤的兩項(xiàng)極為重要的化學(xué)性質(zhì)，對(duì)作物的生長(zhǎng)、微生物的活動(dòng)、土壤中發(fā)生的各種反應(yīng)、養(yǎng)分的有效化及土壤的物理性質(zhì)等方面都有很大影響。它們是土壤溶液的性質(zhì)，又與土壤固相和氣相密切相關(guān)。 ? 第一節(jié) 土壤酸堿性 ? 土壤酸堿性是指土壤溶液的反應(yīng)，它取決于土壤溶液中所含少量 H+和 OH濃度的相對(duì)數(shù)量。通常所說的土壤 pH值，就代表了土壤溶液的酸堿度。但是土壤溶液中游離的 H+和 OH的濃度又和土壤膠體吸附的 H+、 Al3+和 Na+、 Ca2+等離子保持著動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系，所以我們不能孤立地研究土壤溶液的酸堿反應(yīng)，而必須聯(lián)系土壤膠體和離子的交換吸附作用。 ? 一、土壤溶液 ? 土壤水不是純水，自然降水就溶有少量的 CO O HNO2，以及微量的 NH4+和其它化合物，進(jìn)入土壤后即和土壤組成物質(zhì)接觸并發(fā)生作用，促使土壤中更多的可溶性物質(zhì)溶于水中，這種含有各種可溶性物質(zhì)的土壤水，便是土壤溶液。土壤溶液是土壤中最活躍的組成部分，它直接參與土壤的形成過程。土壤的酸堿反應(yīng)和氧化還原過程是在土壤溶液中進(jìn)行的，而且在土壤物質(zhì)交換、植物營(yíng)養(yǎng)以及水分的供應(yīng)等方面也起著重要作用。 ? (一 ) 土壤溶液的組成 ? 土壤溶液的組成異常復(fù)雜，且在土壤中不斷地運(yùn)動(dòng)并改變著本身的成分和濃度，它主要由以下物質(zhì)組成： ? 1．少量氣體。 如 CO O NH3以及多種還原性氣體 CH H H2S等。 ? 2．各種無機(jī)鹽類。 主要有 Ca2+、 Mg2+、 K+、 Na+、NH4+等離子組成的硝酸鹽、重碳酸鹽、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽和磷酸鹽，以及其它溶解度較小的化合物如 Fe、 Al、 Mn的鹽類等。 ? 3．有機(jī)物質(zhì)。 主要有可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖類、氨基酸、腐殖酸及其鹽類。 ? 4．膠體物質(zhì)。 主要為硅酸、鐵鋁氧化物及一些有機(jī)化合物。 ? (二 ) 土壤溶液的濃度 ? 土壤溶液的濃度很低， 一般為 2001000mg/kg，即很少超過 % （鹽土）除外，相應(yīng)的滲透壓也小于 1atm，可保證植物對(duì)水分和養(yǎng)分的正常吸收。 ? (三 ) 影響土壤溶液動(dòng)態(tài)變化的因素 ? 土壤溶液和土壤各組成部分存在著密切的關(guān)系，所以土體內(nèi)任何一種成分的變化，都會(huì)影響土壤溶液濃度和組成成分的改變。影響其變化的主要有一下幾個(gè)因素： ? 1．土壤溫度：是引起土壤溶液濃度變化的主要因素， 因?yàn)楦鞣N無機(jī)鹽類都隨溫度升高而加大其溶解度。溫度不同時(shí)，氣體在土壤溶液中的溶解度差異也很顯著。 ? 2．土壤濕度： 土壤水分含量所引起的土壤溶液組成發(fā)生變化有以下三種情況： ? ⑴ 隨濕度增加而硝酸鹽和氯化物的濃度不斷降低，說明這些易溶性鹽類幾乎全部存在于土壤溶液中。 ? ⑵ 磷酸的濃度并不因濕度不同而有顯著變化，說明磷酸的濃度在土壤溶液中基本是飽和的，通常在 13mg/kg范圍內(nèi)。 ? ⑶ 陽離子含量的變化視離子種類而不同，通常土壤溶液中Ca2+很多，濕度增加時(shí)，一價(jià)金屬離子濃度的降低多于鈣。 ? 3．土壤溶液組成成分間的相互作用： 某些物質(zhì)可以增加或降低其它物質(zhì)的溶解度，以及堿土金屬離子與多價(jià)酸根發(fā)生沉淀等。 ? 4．生物活動(dòng)： 植物在生長(zhǎng)期間從土壤溶液中吸取數(shù)量不等的各種養(yǎng)分，引起土壤溶液組成的不斷變化。 ? 此外，施肥、耕作、灌水等農(nóng)業(yè)措施對(duì)其亦有影響。 ? 二、土壤酸堿性 ? 土壤酸堿反應(yīng)是土壤在其形成過程中受自然成土因素（氣候、生物、母質(zhì)、地形等）的綜合作用所產(chǎn)生的重要屬性，在耕地土壤中，它們還受耕作、施肥、灌溉、排水等一系列農(nóng)業(yè)措施的影響而發(fā)生相應(yīng)的變化，并與土壤生物活動(dòng)密切相關(guān)。因此，在探討土壤發(fā)生、演變的原因和規(guī)律、以及合理利用和改良土壤時(shí)，都應(yīng)當(dāng)對(duì)土壤酸堿性產(chǎn)生的原因及其對(duì)土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、土壤理化性質(zhì)的影響等有所了解。 ? (一 ) 土壤酸度 ? 土壤膠體上吸附的 H+和 Al3+是土壤酸性的根源。 ? 1．土壤中 H+的來源 ： 土壤中的 H+，主要和氣候、母質(zhì)、生物等因素以及人類農(nóng)業(yè)實(shí)踐有關(guān)。 ? ⑴ 南方濕熱，化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈， 自然成土過程中鹽類大量淋失，H+ 被大量吸附到膠體上和在溶液中游離。 ? ⑵ 北方氣候濕冷的條件下， 針葉林來源的有機(jī)質(zhì)，形成較多的富啡酸， 使土壤進(jìn)行酸性淋溶，從而土體中 H+較多。 ? ⑶ 礦物的影響： 如硫化合物（黃鐵礦）經(jīng)氧化形成 H2SO4： ? 2FeS2+7O2+2H2O2H2SO4+2FeSO4 ? ⑷ 微生物活動(dòng)、根系的呼吸放出 CO2， 有機(jī)質(zhì)分解過程中釋放的有機(jī)酸和 CO2. ? ⑸ 生理酸性肥料的使用 ： 如 (NH4)2SO K2SO4等，均帶入大量的酸根離子。 ? ⑹ 鋁離子的釋放水解，產(chǎn)生大量的 H+。 ? ⑺ 灌溉水中帶入的 H+。 ? 2．土壤酸度的類型： 土壤酸度一方面和溶液中的 H+有關(guān)， 另一方面更多的是和土壤膠體中吸附的致酸離子（ H+、 Al3+）有密切關(guān)系，依此把土壤酸度區(qū)分為兩大類： ? ⑴ 活性酸度： 土壤溶液中游離的 H+所直接顯示的酸度，用 pH表示。 這就是通常所說的土壤 pH值。 ? 活性酸度對(duì)土壤理化性質(zhì)、作物生長(zhǎng)、微生物的活動(dòng)等有直接影響，故又稱為實(shí)際酸度或有效酸度。 土壤酸堿度的分級(jí) 土壤 pH － － － 級(jí) 別 極強(qiáng)酸性 強(qiáng)酸性 酸性 中性 堿性 強(qiáng)堿性 極強(qiáng)堿性 ? ⑵ 潛在酸度： 指土壤膠體上吸附的致酸離子 H+、Al3+ 所引起的酸度。 通常用 1000g烘干土中H+cmol(p+)數(shù)表示。 ? 潛在酸與活性酸同屬一個(gè)平衡系統(tǒng)（溶液與膠體）中的兩種酸。潛在酸可被交換出來變成活性酸，活性酸也可被膠體吸附成為潛在酸，兩種酸處于經(jīng)常相互轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡中。 ? 一般活性酸的 H+數(shù)量很少，而潛在酸的數(shù)量較大，相差 34個(gè)數(shù)量級(jí)， 所以 潛在酸是土壤酸性的根源。 ? 根據(jù)測(cè)定潛在酸時(shí)所用浸提劑不同，被交換
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