当少量的酸性或
碱性物质加入土壤后,土壤具有缓和其
酸碱反应变化的性能。土壤缓冲性能主要通过
土壤胶体的
离子交换作用、
强碱弱酸盐的解离等过程来实现,当然对某一具体土壤而言这种缓冲性能是有限的。
释文
概述
土壤缓冲性能主要通过土壤胶体的
离子交换作用、
强碱弱酸盐的解离等过程来实现,因此土壤缓冲性能的高低取决于土壤胶体的类型与总量、土壤中碳酸盐、
重碳酸盐、
硅酸盐、
磷酸盐和磷酸氢盐的含量等。
土壤的缓冲性能
土壤具有一定的抵抗土壤溶液中H+或
OH-浓度改变的能力,称为土壤的缓冲性能。 由于土壤具有缓冲性,因而有助于缓和土壤酸碱变化,为
植物生长和微生物活动创造比较稳定的
生活环境。土壤
缓冲作用是因土壤胶体吸收了许多代换性阳离子,如Ca2+、 Mg2+、Na+等可对酸起缓冲作用,H+、 Al3+可对碱起缓冲作用。土壤缓冲作用的大小与土壤代换量有关,其随代换量的增大而增大。
土壤酸度类型及来源
活性酸
土壤中的水分不是纯净的,含有各种可溶的有机、无机成分,有离子态、分子态,还有
胶体态的,因此土壤中的水实际上是一种极为稀薄的溶液。
盐碱土中土壤溶液的浓度比较高。由土壤溶液中游离的H+引起的,常用pH值表示,即溶液中
氢离子浓度的负
对数。土壤酸碱性主要根据
活性酸划分:pH在6.6~7.4之间为中性。我国
土壤pH一般在4—9之间。
潜性酸
土壤胶体上吸附的氢离子或铝离子,进入溶液后才会显示出酸性,称之为潜性酸,常用1000克
烘干土中氢离子的厘摩尔数表示
潜性酸可分为两类:
(1)代换性酸:用过量中性盐(
氯化钾、
氯化钠等)溶液,与土壤胶体发生
交换作用,土壤胶体表面的氢离子或铝离子被侵提剂的阳离子所交换,使溶液的酸性增加。测定溶液中氢离子的浓度即得交换性酸的数量。
(2)水解性酸:用过量
强碱弱酸盐(
CH3COONa)
浸提土壤,胶体上的氢离子或铝离子释放到溶液中所表现出来的酸性。CH3COONa水解产生
NaOH,pH值可达8.5,Na+可以把绝大部分的代换性的氢离子和铝离子代换下来,从而形成
醋酸,滴定溶液中醋酸的总量即得
水解性酸度。
交换性酸是水解性酸的一部分,水解能置换出更多的氢离子。
要改变土壤的酸性程度,就必须中和溶液中和胶体上的全部交换性氢离子和铝离子。在酸性
土壤改良时,可根据水解性酸来
计算所要施用的石灰的量。
土壤酸的来源
土壤中H+的来源
由 CO2引起(
土壤空气、有机质分解、植物
根系和微生物呼吸);土壤
有机体的分解产生有机酸,
硫化细菌和
硝化细菌还可产生硫酸和
硝酸;
生理酸性肥料(
硫酸铵、
硫酸钾等)。
气候对土壤酸化的影响
在多雨潮湿地带,盐基离子被淋失,溶液中的氢离子进入胶体取代盐基离子,导致氢离子积累在土壤胶体上。
东北地区的
酸性土是在寒冷多雨的
气候条件下产生的。北和西北地区的降雨量少,淋溶作用弱,导致盐基积累,土壤大部分为石灰性、碱性或中性土壤。
铝离子的来源
粘土矿物铝氧层中的铝,在较强的酸性条件下释放出来,进入到土壤胶体表面成为代换性的铝离子,其数量比氢离子数量大得多,土壤表现为潜性酸。长江以南的酸性土壤主要是由于铝离子引起的。
土壤碱度
OH离子的来源
土壤弱酸强碱
盐的水解,碳酸及重碳酸的钾、钠、钙、镁等盐类。如
Na2CO3、
NaHCO3、
CaCO3等;其次是土壤胶体上的Na+的代换
水解作用。
碱度的表示方法
土壤碱性的高低用pH值表示,越大碱性越强,碱性过强,对植物或微生物(少数耐碱或喜碱的除外)的生长不利。
土壤酸碱性调节
土壤酸碱性对植物的影响
1、各种植物对
土壤酸碱性的要求是不同的,有些植物对pH值要求不严格,即可在很宽的范围内正常生长,而大多数植物在pH大于9.0或小于2.5的情况下都难以生长。
喜酸植物:
杜鹃属、
越桔属、
茶花属、
杉木、松树、
橡胶树、帚石兰
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,悴倒病往往在碱性和
中性土壤上发生。
3、土壤活性铝:土壤中的活性铝是
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,铝是有毒性的,如
三叶草、紫花苜蓿,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。
土壤酸碱性对养分有效性的影响
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;
(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。
土壤酸碱性的调节
1、调节酸性土壤,最常用的方法是施加石灰,我国多施加
氧化钙或
氢氧化钙,而国外常用
碳酸钙粉末。石灰使用量可参考潜性酸度计算,并根据石灰种类、性状、
土壤质地、
有机质含量、植物种类及
气候因子综合考虑。
2、调节
碱性土壤,常使用石膏(
CaSO4)或
硫酸亚铁或硫磺等
使用石膏是通过离子代换作用把土壤中有害的钠离子代换出来,在结合灌水使之淋洗出去。
土壤的缓冲性
定义
在
自然条件下,土壤pH值不因土壤酸碱环境条件的改变而发生剧烈的变化,而是保持在一定的范围内,土壤这种特殊的抵抗能力,称为缓冲性。
意义
使
土壤酸度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。
原因
1、土壤胶体的代换性能
土壤胶体上吸收的
盐基离子多,则土壤对酸的
缓冲能力强;当吸附的
阳离子主要为
氢离子时,对碱的缓冲能力强。
4、两性无机物质
影响土壤缓冲性的因素
1、粘粒矿物类型:含
蒙脱石和
伊利石多的土壤,起缓冲性能也要大一些;
3、有机质含量:有机质多少与土壤缓冲性大小成
正相关。
一般来说,土壤缓冲性强弱的顺序是
腐殖质土大于粘土大于砂土,故增加
土壤有机质和粘粒,就可增加土壤的缓冲性。