2020-05-23 18:44:21

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土壤酸碱性是指土壤中存在着各种化学和生物化学反应,表现出不同的酸性或碱性。土壤酸碱性的强弱,常以酸碱度来衡量。土壤之所以有酸碱性,是因为在土壤中存在少量的氢离子和氢氧离子。当氢离子的浓度大于氢氧离子的浓度时,土壤呈酸性;反之呈碱性;两者相等时则为中性。

基本信息

  • 中文名

    土壤酸碱性

  • 等级

    9级

  • 衡量

    酸碱度

  • 表示

    PH值

折叠 编辑本段 等级划分

土壤酸碱性划分为9等级。

<4.5极强酸性,4.5-5.5强酸性,5.5-6.0酸性, 6.0-6.5弱酸性, 6.5-7.0中性

7.0-7.5弱碱性, 7.5-8.5碱性, 8.5-9.5强碱性, >9.5极强

碱性。

折叠 编辑本段 酸碱度

折叠 测定方法

土壤酸碱性的强弱,常以酸碱度来衡量。土壤酸碱度又以PH值来表示。测定土壤的PH值,多采用电极法或石蕊试纸比色法。电极法测定土壤的PH值,既快又准确,但目前很少用。石蕊试纸比色法测定土壤的PH值,方法简便。测定土壤、苗床及营养土的PH值时,可先取样土一份,放入碗底,然后加入蒸馏水2.5份,用玻璃棒充分搅拌1分钟,待其静止澄清后,将一段试纸浸入清液中,试纸即变色,马上用变色的试纸与PH标准比色卡进行比较,即可直接得出PH值。

折叠 土壤酸度

1. 分类

根据土壤中氢离子的存在方式,土壤酸度可分为两大类:

(1)活性酸度:土壤溶液中氢离子浓度的直接反映,又称为有效酸度,通常用pH表示。活性酸度的来源主要是CO2溶于水形成的碳酸和有机物质分解产生的有机酸,以及土壤中矿物质氧化产生的无机酸,还有施用的无机肥料中残留的无机酸,如硝酸、硫酸和磷酸等。此外,由于大气污染形成的大气酸沉降,也会使土壤酸化,所以它也是土壤活性酸度的一个重要来源。

(2)潜性酸度:土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性H和Al的反映。当这些离子处于吸附状态时,是不显酸性的,但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后,即可增加土壤溶液的H浓度,使土壤pH值降低。只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度,其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。

潜性酸度分为代换性酸度和水解酸度。

a.代换性酸度:用过量中性盐(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤,溶液中金属离子与土壤中H和Al发生离子交换作用,而表现出的酸度,称为代换性酸度。代换性Al是矿物质土壤中潜性酸度的主要来源。例如,红壤的潜性酸度95%以上是由代换性Al产生的。由于土壤酸度过高,造成铝硅酸盐晶格内铝氢氧八面体的破裂,使晶格中的Al释放出来,变成代换性Al。

b.水解性酸度:用弱酸强碱盐(如醋酸钠)淋洗土壤,溶液中金属离子可以将土壤胶体吸附的H、Al代换出来,同时生成某弱酸(醋酸)。此时,所测定出的该弱酸的酸度称为水解性酸度。由于生成的醋酸分子离解度很小,而氢氧化钠可以完全离解。氢氧化钠离解后,所生成的钠离子浓度很高,可以代换出绝大部分吸附的H和Al。

2.活性酸度与潜性酸度的关系

活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。二者可以互相转化,在一定条件下处于暂时平衡状态土壤活性酸度土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤胶体是H和Al的贮存库,潜性酸度则是活性酸度的贮备,土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多,二者的比例,在砂土中约为1000;在有机质丰富的粘土中则可高达5×10-1×10。

折叠 土壤碱度

土壤溶液氢氧根离子的主要来源,是碱金属(Na、K)及碱土金属(Ca、Mg)的碳酸盐和碳酸氢盐。碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度的总和称为总碱度。可用中和滴定法测定。

不同溶解度的碳酸盐和重碳酸盐对土壤碱性的贡献不同,CaCO3和MgCO3的溶解度很小,在正常的CO2分压下,它们在土壤溶液中的浓度很低,故富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱碱性(pH7.5~8.5);Na2CO3、NaHCO3及Ca(HCO3)2等都是水溶性盐类,可以大量出现在土壤溶液中,使土壤溶液中的总碱度很高,从土壤pH来看,含Na2CO3的土壤,其pH值一般较高,可达10以上,而含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤,其pH值常在7.5~8.5,碱性软弱。

土壤胶体上吸附的Na、K、Mg(主要是Na)等离子的饱和度增加到一定程度时,会引起交换性阳离子的水解作用:

土壤胶体(x Na)+yH2O=土壤胶体((x –y)Na、yH)+yNaOH

土壤溶液中产生NaOH,使土壤呈碱性。此时Na离子饱和度称为土壤碱化度。

折叠 编辑本段 我国土壤

我国土壤pH大多在4.5~8.5范围内,由南向北pH值递增,长江(北纬33°)以南的土壤多为酸性和强酸性,如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤,pH值大多在4.5~5.5之间;华中华东地区的红壤,pH值在5.5~6.5之间;长江以北的土壤多为中性或碱性,如华北、西北的土壤大多含CaCO3,PH值一般在7.5~8.5之间,少数强碱性土壤的pH值高达10.5。

折叠 编辑本段 决定因素

折叠 吸附性

土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物,它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。土壤胶体以其巨大的比表面积和带电性,而使土壤具有吸附性。

1、土壤胶体的性质

1)土壤胶体具有巨大的比表面和表面能:比表面是单位重量(或体积)物质的表面积。定体积的物质被分割时,随着颗粒数的增多,比表面也显著地增大。物质的比表面越大,表面能也就越大。

2)土壤胶体的电性:土壤胶体微粒具有双电层,微粒的内部称微粒核,一般带负电荷,形成一个负离子(即决定电位离子层)其外部由于电性吸引,而形成一个正离子(又称反离子层,包括非活动性离子层和扩散层),即合称为双电层。

3)土壤胶体的凝聚性和分散性:由于胶体的比表面和表面能都很大,为了减小表面能胶体具有相互吸引,凝聚的趋势,这就是胶体的凝聚性。但是在土壤溶液中,胶体常带负电荷,即具有负的电动电位,所以胶体微粒又因相同而相互排斥,电动电位越高,相互排斥力越强,胶体微粒呈现出的分散性也越强。

影响土壤凝聚性能的主要因素是土壤胶体的电动电位和扩散层厚度,例如土壤溶液中阳离子增多,由于土壤胶体表面负电荷被中和,从而较强土壤的凝聚。此外,土壤溶液中电解质浓度、pH值也将影响其凝聚性能。

2、土壤胶体的离子交换吸附

土壤胶体双电层扩散层中,补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换,称为离子交换(或代换)。离子交换作用包括阳离子吸附作用和阴离子交换吸附作用。

每千克干土中所含全部阳离子总量,称为阳离子交换量。土壤的可交换性阳离子有两类:一类是致酸离子,包括H+和Al3+;另一类是盐基离子,包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子,且已达到吸附饱和时的土壤,称为盐基饱和土壤,否则,这种土壤为盐基不饱和土壤。在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度。它与土壤母质、气候等因素有关。

影响土壤盐碱度的因素除了降水之外,现在我们更多考虑的是由于人类不合理的生产方式造成了干旱、半干旱地区的土壤次生盐碱化。

折叠 缓冲性能

土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定,为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境,所以土壤的缓冲性能是土壤的重要性质之一。

1.土壤溶液的缓冲作用:

土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类,构成一个良好的缓冲体系,对酸碱具有缓冲作用。

碳酸及其钠盐。

当加入盐酸时,碳酸钠与它作用,生成中性盐和碳酸,大大抑制了土壤酸度的提高。

Na2CO3+2HCL=2NaCL+ H2CO3

当加大Ca(OH)2时,碳酸与它作用,生成溶解度较小的碳酸钙,限制了土壤碱度

H2CO3+Ca(OH)2= CaCO3+ 2H2O

土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性物质,具有缓冲作用,如氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸和碱,从而对酸和碱都具有缓冲能力。

R-CH(NH2)(COOH)+HCL= R-CH(NH3CL)(COOH)

R-CH(NH2)(COOH)+NaOH= R-CH(NH2)(COONa)+ H2O

2.土壤胶体缓冲作用:

土壤胶体吸附有各种阳离子,其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。

对酸的缓冲作用 (以M代表盐基离子)

土壤胶体-M+ HCL=土壤胶体-H+ MCL

对碱的缓冲作用

土壤胶体-H+ MOH=土壤胶体-M+ H2O

土壤胶体的数量和盐基代换量越大,土壤的缓冲性能就越强。因此,砂土掺粘土及施用各种有机肥料,都是提高土壤缓冲性能的有效措施。在代换量相等的条件下,盐基饱和度愈高,土壤对酸的缓冲能力愈大;反之,盐基饱和度愈低,土壤对碱的缓冲能力愈大。

离子对碱的缓冲作用:在PH<5的酸性土壤里,土壤溶液中Al3。有6个水分子围绕着,当加大碱类使土壤溶液中OH-离子增多时,铝离子周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H,与加人的OH中和,并发生如下反应:

2Al(H2O)6+2OH=Al2(OH)2 (H2O)8+4H2O

水分子离解出来的OH则留在铝离子周围,这种带有OH离子的铝离子很不稳定,它们要聚合成更大的离子团,在Ph>5.5,铝离子开始形成Al(OH)3沉淀,失去缓冲能力。

折叠 编辑本段 影响

折叠 对植物的影响

1、大多数植物在pH>9.0或<2.5的情况下都难以生长。植物可在很宽的范围内正常生长,但各种植物有自己适宜的pH。

喜酸植物:杜鹃属、越桔属、茶花属、杉木、松树、橡胶树、帚石兰;

喜钙植物:紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏属、椴树、榆树等;

喜盐碱植物:柽柳、沙枣、枸杞等。

2、植物病虫害与土壤酸碱性直接相关:

1)地下害虫往往要求一定范围的pH环境条件如竹蝗喜酸而金龟子喜碱;

2)有些病害只在一定的pH值范围内发作,如悴倒病往往在碱性和中性土壤上发生。

3、土壤活性铝:土壤胶体上吸附的交换性铝和土壤溶液中的铝离子,它是一个重要的生态因子,对自然植被的分布、生长和演替有重大影响;

在强酸性土壤中含铝多,生活在这类土壤上的植物往往耐铝甚至喜铝(帚石兰、茶树);但对于一些植物来说,如三叶草、紫花苜蓿,铝是有毒性的,土壤中富铝时生长受抑制;研究表明铝中毒是人工林地力衰退的一个重要原因。

折叠 对养分的影响

1、在正常范围内,植物对土壤酸碱性敏感的原因,是由于土壤pH值影响土壤溶液中各种离子的浓度,影响各种元素对植物的有效性;

2、土壤酸碱性对营养元素有效性的影响:

(1)氮在6~8时有效性较高,是由于在小于6时,固氮菌活动降低,而大于8时,硝化作用受到抑制;

(2)磷在6.5~7.5时有效性较高,由于在小于6.5时,易形成磷酸铁、磷酸铝,有效性降低,在高于7.5时,则易形成磷酸二氢钙;

(3)酸性土壤的淋溶作用强烈,钾、钙、镁容易流失,导致这些元素缺乏。在pH高于8.5时,土壤钠离子增加,钙、镁离子被取代形成碳酸盐沉淀,因此钙、镁的有效性在pH6-8时最好;

(4)铁、锰、铜、锌、钴五种微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高;钼酸盐不溶于酸而溶于碱,在酸性土壤中易缺乏;硼酸盐在pH5-7.5时有效性较好。

折叠 对肥力的影响

由于我国南北方气候的差异,南方湿润多雨,土壤多呈酸性,北方干旱少雨,土壤多呈碱性。土壤偏(过)酸性或偏(过)碱性,都会不同程度地降低土壤养分的有效性,难以形成良好的土壤结构,严重抑制土壤微生物的活动,影响各种作物生长发育。具体表现有以下5个方面:

一是使土壤养分的有效性降低。土壤中磷的有效性明显受酸碱性的影响,在pH值超过7.5或低于6时,磷酸和钙或铁、铝形成迟效态,使有效性降低。钙、镁和钾在酸性土壤中易代换也易淋失。钙、镁在强碱性土壤中溶解度低,有效性降低。硼、锰、铜等微量元素在碱性土壤中有效性大大降低,而钼在强酸性土壤中与游离铁、铝生成的沉淀,可降低有效性。

二是不利于土壤的良性发育,破坏土壤结构。强酸性土壤和强碱性土壤中H+和Na+较多,缺少Ca2+,难以形成良好的土壤结构,不利于作物生长。

三是不利土壤微生物的活动。土壤微生物一般最适宜的pH值是6.5~7.5之间的中性范围。过酸或过碱都会严重抑制土壤微生物的活动,从而影响氮素及其他养分的转化和供应。

四是不利于作物的生长发育。一般作物在中性或近中性土壤生长最适宜。甜菜、紫苜蓿、红三叶不适宜酸性土;茶叶要求强酸性和酸性土,中性土壤不适宜生长。

五是易产生各种有毒害物质。土壤过酸容易产生游离态的Al3+和有机酸,直接危害作物。碱性土壤中可溶盐分达一定数量后,会直接影响作物的发芽和正常生长。含碳酸钠较多的碱化土壤,对作物更有毒害作用。

适合不同农作物生长的高产土壤,一般要求呈中性、微酸性或微碱性反应,pH值多在6~8之间。因为在酸性土壤中,可溶性磷易与铁、铝化合,形成磷酸铁、磷酸铝而降低有效性。土壤中的交换性钾、钙、镁等易被氢离子置换出来,一旦遇到雨水,就会流失掉。酸性土壤也往往缺硫和钼。

对酸性土壤应增施石灰,以中和土壤酸度,消除铝的毒害,提高养分的有效性。同时注意增施有机肥料,通过有机肥料的缓冲作用,减轻酸性对土壤和作物的影响。化学肥料宜选用氨水、碳酸氢铵钙镁磷肥碱性肥料。而在碱性土壤中,尤其是石灰性土壤,可溶性磷易与钙结合,生成难溶性磷钙盐类,会降低磷的有效性。

在石灰性土壤中,许多微量元素如硼、锰、钼、锌、铁的有效性会大大降低,致作物营养元素不足,并发生各种生理性病害。

因此,要重视并有针对性地选用上述微肥做基肥或追施。基施时可将微肥同有机肥料一起堆沤一定时间,以增加有效性。作物在微肥不足发生缺素症时,应及时用相应的有机螯合肥进行叶面喷施,以减轻生理病害的危害程度。

在石灰性土壤上施用过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等酸性和生理酸性肥料较好,可降低和减轻土壤碱性的危害。且可以适当施用石膏、磷石膏、硫酸亚铁硫磺粉、酸性风化煤等,但不要施用碱性肥料,如氨水、碳酸氢铵、草木灰等,特别禁忌施用强碱性肥料石灰。

另外,在盐碱土上不宜施用氯化铵肥料,并注意铵态氮肥要深施覆土,防止氨的挥发损失。磷肥可集中施用或与厩肥、堆肥混合使用,以减少磷的固定,提高肥料利用率。

折叠 编辑本段 鉴别方法

一: 看土源:一般采自山川,沟壑的腐殖土,多呈黑褐色,比较疏松,肥沃,通透性良好,是比较理想的酸性腐殖土。如:松针腐殖土,草炭腐殖土等。

二: 看土色:酸性土壤一般颜色较深,多为黑褐色,而碱性土壤颜色多呈白、黄等浅色。有些盐碱地区,土表经常有一层白粉状的碱性物质

三: 看地表植物:在野外采掘花土时,可以观察一下地表生长的植物,一般生长野杜鹃、松树、杉类植物的土壤多为酸性土;而生长柽柳、谷子、高梁等地段的土多为碱性土

四: 看质地:酸性土壤质地疏松,透气透水性强;碱性土壤质地坚硬,容易板结成块,通气透水性差。

五: 凭手感:酸性土壤握在手中有一种"松软"的感觉,松手以后,土壤容易散开,不易结块;碱性土壤握在手中有一种"硬实"的感觉,松手以后容易结块而不散开。

六: 看浇水后的情形:酸性土壤浇水以后下渗较快,不冒白泡,水面较浑;碱性土壤浇水后,下渗较慢,水面冒白泡,起白沫,有时花盆外围还有一层白色的碱性物质

七: 用pH试纸来测土壤的酸碱性,方法为:取部分土样浸泡于凉开水中,将试纸的一部分

浸入浸泡液,后取出,观察其颜色的变化,然后将试纸与比色卡相比较,若pH值=7,土壤为中性;若pH值<小,则为酸性;若pH值>7,则为碱性。

折叠 编辑本段 改良措施

土壤酸性过大,可每年每亩施入20至25公斤的石灰,且施足农家肥,切忌只施石灰不施农家肥,这样,土壤反而会变黄变瘦。也可施草木灰40至50公斤,中和土壤酸性,更好地调节土壤的水、肥状况。而对于碱性土壤,通常每亩用石膏30至40公斤作为基肥施入改良。碱性过高时,可加少量硫酸铝、硫酸亚铁硫磺粉、腐殖酸肥等。常浇一些硫酸亚铁或硫酸铝的稀释水,可使土壤增加酸性。腐殖酸肥因含有较多的腐殖酸,能调整土壤的酸碱度。以上方法以施硫磺粉见效慢,但效果最持久;施用硫酸铝时需补充磷肥;施硫酸亚铁(矾肥水)见效快,但作用时间不长,需经常施用。

折叠 酸性土壤改良方法

酸性土壤的特征是"酸"(PH值在6以下)、"瘦"(速效养分低,有机质低于1.5%,严重缺有效磷)、"粘"(土质粘重,耕性差)"深"(土色多为红、黄、紫色)。在这些土壤上种植作物,不易全苗,常形成僵苗和老苗,产量低品质劣。改良培肥方法是:

1、使用石灰中和酸性,每亩每次施20~25千克石灰,直至改造为中性或微酸性土壤。

2、施绿肥,增加土中有机质,达到改善土壤酸性的效果。

3、增加灌溉次数,冲淡酸性对作物的危害。

4、增施碱性肥料,如碳酸氢铵、氨水、石灰氮钙镁磷肥、磷矿石粉、草木灰等,对提高作物产量有好处。

折叠 碱性土壤改良方法

原则:改良培肥同时进行

1、使用酸性肥料,如硫酸铝、硫酸亚铁硫磺粉硫酸铵硝酸铵、过磷酸钙、磷酸二氢钾硫酸钾等,定向中和碱性。

2、多施农家肥,改良土壤,培肥地力,增强土壤的亲和性能,如施入腐熟的粪肥、泥炭、锯木屑、食用菌的土等。

3、进行客土,有条件的施入沙土500--1000方,和农家肥一起翻入土壤10-15cm。

4、种植比较耐盐碱植物,如水稻等;同时进行合理的田间管理,防止次生盐渍化

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