土壤学教案-第九章.土壤酸碱性及缓冲性.docx

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1、土壤学课程教案课程编号：章节名称及内容：土壤酸碱性及缓冲性所在课程顺序号：第15个教案授课学时与时长：1学时授课教师：王聪课程类型：学类核心课一、教学目标1、了解土壤酸性类型和土壤致酸的根源，熟练掌握调节土壤酸度的措施二、教学内容1、概述2、土壤酸度3、土壤碱度4、土壤酸碱性对土壤肥力的影响（掌握）5、土壤的缓冲性能6、土壤酸碱性的调节三、教学重点1、土壤酸性类型、土壤致酸的根源和调节土壤酸度的措施四、教学难点1、调节土壤酸度的措施五、教学方法课堂讲授、多媒体辅助和板书相结合。六、教学过程开始课堂讲授前播放一段相关的视频或则提出与本次课程相关的几个问题进行提问并讲解上次课堂留下的问题和作业，然

2、后开始进行课堂讲授，讲授过程穿插问题提问，本次课程结束时布置作业或则留下几个问题进行下次课堂的提问主要内容9.1 概述9.2 壤酸度9.3 土壤碱度94土壤酸碱性对土壤肥力的影响（掌握）9.5土壤的缓冲性能9.6土壤酸碱性的调节9.1概述土壤酸碱性是土壤的一项重要属性，它是土壤在形成过程中受气候、生物、地质、水文等多种因素综合作用的结果。土壤酸碱性是土壤溶液的反应，即溶液中H+浓度和（用-浓度比例不同而表现出来的性质。常用PH值表示。我国土壤的酸碱性，大多数PH值在49范围内，地理分布上呈现南酸北碱的规律，PH由北到南逐步减小。土壤酸碱性的分级（掌握）PH值8.5级别强酸性酸性中性碱性强碱性中

3、国现（第二版），1987IPHfiS9.59S极强酸性强酸性微酸性中性弱礴性限性PH值8.5级别极强酸性强酸性微酸性中性碱性强碱性（2）影响土壤酸碱性的因素（掌握）1 .气候气候对土壤酸碱性有深刻的影响。南方多雨，盐基淋失强烈，土壤盐基饱和度低，土壤多呈酸性。西北雨量较少，盐基淋失较弱，盐基饱和度较高，土壤多呈碱性。2 .地形不同地形部位的盐基淋失和富集状况不同。地形高处的土壤盐基淋失较强烈，PH值较低；低洼处的土壤多接受盐基的淀积，PH值较高；内陆一些闭流区域或集水洼地，由于大量富集径流水带来的Ca,Mg,K,Na的重碳酸盐类，pH值一般较高。3 .母质酸性母质发育的土壤一般PH值较低。石灰

4、岩、基性岩、超基性岩的盐基含量较高。当土壤的淋溶程度较弱时，土壤PH值会比附近其它母质上发育的土壤高。滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙，加之地下水矿化度较高。因此，发育的土壤的PH值一般较高，土壤常呈碱性。4 .植被不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同影响。针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多，盐基较少，故其下的土壤般呈酸性。滨海红树林残体分解后形成大量S042-,使土壤呈强酸性。一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离子，其残体分解后会促进土壤碱性的发展。5 .人类活动施肥和灌溉会改变土壤酸碱度。酸性肥料降低土壤pH；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大气污染（酸沉降）；淹水耕作（

5、稀释）。6 .盐基饱和度pH=7时，相应的氢离子饱和度为15%,盐基饱和度为85%。78 .氧化还原条件土壤淹水及使用有机肥对土壤PH影响大小和速度与原来的PH机有机质含量有关。含有机质少的强酸性土壤淹水后PH升高，其原因主要是由于在嫌气条件下形成的还原性碳酸铁、镒呈碱性，溶解度较大，因而PH值升高。在好气条件下（排水、晒空）硫化物（在硫化细菌的作用下）可氧化为硫酸，使土壤PH值急剧下降（3） 土壤PH值的测定方法：比色法电位测定法9.2土壤酸度3.2.1 土壤酸化的机理（掌握）1 .氢离子的来源水的解离；碳酸解离；有机酸的解离；酸雨；其它无机酸。2土壤中铝的活化当土壤胶体上交换性H+饱和度达

6、到一定程度时，晶架结构解体，铝氧八面体解体，A13+释放出来成为活性A1,被胶体吸附成为交换性A13.2.2 壤酸度的类型（掌握）1、活性酸度土壤溶液中的H+浓度。用PH表示，测定时的水土比为1:1浸提测定溶液中氢离子浓度。2、潜性酸度土壤胶粒上吸附的H-和A1”进入土壤溶液后表现出来的酸度,称为潜性酸度。在一般矿质土壤中，由交换性A1”产生的酸度，比由交换性H产生的酸度重要。红壤的交换性酸度，90%以上是由交换性A1所引起。只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。潜性酸度表现酸性的机制吸附的氢离子的解离吸附的氢离子被其它阳离子所代换吸附的铝离子的解离和水解：A13+H2OA1（OH）2+H+A1（

7、OH）2+H2O-A1（OH）2+H+A1（OH）2+H2O-A1（OH）3+IT潜性酸度的指标（掌握）土壤潜在酸度一般用，Ikg烘干土中H+的厘摩尔数表示（CmoI/kg）。可分为以下两类：交换性酸度：用过量的中性盐（如KC1）溶液浸提所测定的酸度。水解性酸度：用弱酸强碱盐（通常用pH8.2的醋酸钠）浸提的土壤溶液的酸度。水解性酸度测定时的交换反应是一种不可逆反应，所以，土壤水解性酸度几乎是土壤所有酸度容量。水解性酸度大于交换性酸度。9.2.3活性酸度与潜性酸度的关系（掌握）土壤活性酸是土壤酸度的根本起点，没有活性酸就没有潜性酸；潜性酸决定着土壤的总酸度（以强碱滴定的土壤酸度）。活性酸与潜性

8、酸是土壤胶体交换体系中两种不同的形式，可以互相转化。活性酸和潜酸性的总和，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。9.3土壤碱度土壤中碱性物质主要是K、Na、Ca、Mg的碳酸盐及重碳酸盐，以及土壤的交换性Na+O碱性物质的水解反应是碱性形成的主要机理。含有游离CaC03的土壤称为石灰性土壤。CaC03的溶解度不大，水解作用弱，因此，一般石灰性土壤在微碱性至碱性之间（7.5pH8.5）0土壤的交换性钠是土壤碱性的重要指标。钠饱和度大于15%时，土壤PH可达8.5以上。土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。盐土和碱土并非一物“盐碱土”，盐土的PH值一般小于8.5,盐土脱盐

9、才可能形成碱土。9.4土壤酸碱性对土壤肥力的影响（掌握）（1）对土壤养分有效性的影响土壤中的有机态养分要经过微生物参与活动,才能转化为速效养分以供植物吸收，而适合大多数微生物生长发育的土壤酸碱度微弱酸性至弱碱性，因此土壤养分的有效性一般以pH6-8的范围内有效性最高。通过养分的溶解度而影响有效性（金属类）通过微生物活性而影响有效性（N,S）（2）对胶体带电性的影响PH升高，可变负电荷增多，CEC大，保肥能力增强；PH低，则反之。（3）对土壤物理性质的影响土壤酸碱反应影响土壤胶体上吸附的阳离子种类，进而影响土壤的物理性质。如：红壤胶体上氢、铝离子多，钙离子少，所以结构不良；东北黑土中钙离子多，加

10、之有机质含量高，形成了丰富的团粒结构，物理性状好。（4）植物适宜的酸碱度（掌握）大多数植物适宜PH范围68,即微酸至微碱性。有的植物能适应较宽PH范围，有的只能在一定的PH范围生长，可作为土壤酸碱性的指示植物。酸性指示植物：马尾松、油茶、茶、映山红、柑橘、油桐、铁芒箕、石松等。钙质指示植物：柏树、娱蚣草、蛆木、铁线蕨等。盐碱指示植物：盐蒿、碱蓬、槎柳、牛毛草等。9. 5土壤的缓冲性能（1） 土壤的缓冲性能及其重要性（掌握）狭义的概念：酸性或碱性物质加入到土壤中，在一定限度内，土壤具有抵抗这些物质改变土壤酸碱反应的能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。广义的概念：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元

11、素、污染物质、氧化还原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环境变化的能力。土壤缓冲性能的意义由于土壤具有缓冲性，使它可以稳定土壤溶液的反应，使土壤的酸碱变化保持在一定的范围内，避免因施肥、根的呼吸、微生物活动、有机质分解和湿度的变化而PH值强烈变化，为高等植物和微生物提供一个有利的环境条件。土壤是一个巨大的缓冲体系，土壤缓冲能力可以看作表征土壤质量及土壤肥力的指标。（2） 土壤酸碱缓冲性能的机制（掌握）1、土壤胶体的阳离子交换作用这是土壤具有缓冲性能的主要原因。胶体吸咐的盐基离子，能抵抗酸度的变化；吸咐的致酸离子H+、A13+能抵抗碱度的变化。土壤胺体M+HC1、=土壤胶体Ir+Mci土壤胶体H+N

12、aOH土壤胶体Na+H2O土壤胶体A1+3Na011A土壤胶体3Na-+A1（OU1）I2、土壤溶液中存在的弱酸及其盐类土壤中含有碳酸、磷酸、腐殖酸等弱酸及其盐类，能组成良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。NaAc+HC1-HAc+NaC1HAc+NaOH-NaAc+H2O3、土壤中的两性物质土壤中存在的两性物质包括蛋白质、氨基酸、胡敏酸（有机磷酸）等，这些物质对酸碱均具有缓冲能力。如氨基酸中的氨基中和酸，竣基中和碱R-CH-COOHR-CH-COOHI+HCI=INH2NH3CI氨基酸辄化核款R-CH-CHR-CHYOONaI+NaOHINH2NH2气毡酸钠盐4、酸性土壤中A1对碱的缓冲作用

13、在极强的酸性土壤（pHV4）中，每一个A13+的周围都有六个水分子围绕着它，在加入碱类物质使土壤溶液中OH-增多时，水分子解离出H+来中和。（3）影响土壤缓冲能力的因素（掌握）1、土壤胶体类型有机胶体无机胶体；蒙脱石伊利石高岭石含水氧化铁、铝2、土壤质地粘土壤土砂土3、阳离子交换量与盐基饱和度土壤CEC愈大，缓冲能力愈大；在CEC相同情况下，盐基饱和度高，对酸缓冲能力强；盐基饱和度小，对碱的缓冲能力强。9.6土壤酸碱性的调节(1)土壤酸性的调节：改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和碱性、生理碱性肥料。(2)土壤碱性的调节：改良碱性土可施用石膏、明矶、硫酸亚铁和硫磺等。此外，改良碱土还需要采取与

14、灌溉、排水、园林植物栽培以及土壤耕作等相结合。土壤酸度过强(PH过低)，不利于作物生长，因此需要提高土壤pH。一般采用施石灰的办法。使用的石灰材料是生石灰(CaO),和熟石灰(Ca(OHb)反应方程式：CaO+H2O.Ca(OH)2原理:彘胶体一原理Ca(OH)2.域胶体-Ca2+2H2O+Ca(OH)2士城胶体Ca2*埴胶体-Ca2*+2AI(OH)3|1-Ca2（4）施用石灰的益处1、降低酸度，提高盐基饱和度；2、促进团粒结构的形成；3、提高磷酸盐、钳酸盐等的有效性;4、提高微生物的活性；5、抑制铁、铝、锦的毒性；（5）过度施用石灰的不良影响1、土壤板结，结构变劣；2、部分微量元素有效性降低；3、磷的有效性下降。影响石灰施用量的因素：土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地；有机质含量；石灰的种类和施用方法；植物的要求等；（6）石灰施用量的估算石灰需要量二土壤体积X容重XCECX（I-盐基饱和度）X1/2石灰分子量（单位:k