土壤的组成和性质.pptx

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1、会计学1土壤的组成和性质土壤的组成和性质第1页/共59页土壤与整个地球环境系统的各圈层之间的关系土壤与整个地球环境系统的各圈层之间的关系第2页/共59页 第一节第一节 土壤的组成与性质土壤的组成与性质n n土壤是由地壳岩石及矿物经过长期风化形成的。在在风化风化过程中，岩石、矿物变成碎屑（过程中，岩石、矿物变成碎屑（土壤母质土壤母质），它们在生物及其遗骸、），它们在生物及其遗骸、微生物作用下，通过腐殖质形成地表疏松层，它是陆生植物赖以生存的物质微生物作用下，通过腐殖质形成地表疏松层，它是陆生植物赖以生存的物质基础，是一切农业的基础，除可生产食物外，也是外界同化和代谢物及大部基础，是一切农业的基础

2、，除可生产食物外，也是外界同化和代谢物及大部分污染物的承受体，是维持全球人口生存的重要因素。分污染物的承受体，是维持全球人口生存的重要因素。第3页/共59页一、土壤的组成一、土壤的组成 土壤是指地球陆地表面具有土壤是指地球陆地表面具有土壤是指地球陆地表面具有土壤是指地球陆地表面具有一定肥力一定肥力一定肥力一定肥力且能生长植物的疏松表且能生长植物的疏松表且能生长植物的疏松表且能生长植物的疏松表层。它是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产层。它是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产层。它是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产层。它是由岩石风化和母质的成土两种过程

3、综合作用下形成的产物。物。物。物。其本质属性是具有肥力其本质属性是具有肥力其本质属性是具有肥力其本质属性是具有肥力，由固、液、气三相组成。，由固、液、气三相组成。，由固、液、气三相组成。，由固、液、气三相组成。第一节第一节 土壤的组成和性质土壤的组成和性质矿物质矿物质 90%以上以上 有机质有机质 1.010%土壤中的水分土壤中的水分及其水溶物及其水溶物（包括气体）（包括气体）Soil solution is defined as the soil interstitial water,its solutes and dissolved gases.孔隙中充满空气孔隙中充满空气porousme

4、dia第4页/共59页第5页/共59页第一节第一节第一节第一节 土壤的组成与性质土壤的组成与性质土壤的组成与性质土壤的组成与性质1.1土壤组成土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，它们的相对含量因时因地而异。它们的相对含量因时因地而异。202030%30%的空气的空气202030%30%的水的水45%45%的矿物质的矿物质5%的有机质的有机质第6页/共59页第7页/共59页土壤中生物最活跃土壤中生物最活跃的一层，有机质大的一层，有机质大部分在这一层，金部分在这一层，金属离子和粘土颗粒属离子和粘土颗粒在此层中被淋溶得在此层中被淋溶得最显著

5、最显著它来自上一层它来自上一层淋溶出来的有淋溶出来的有机物、盐类和机物、盐类和粘土颗粒类物粘土颗粒类物质质由风化的由风化的成土母岩成土母岩构成构成第8页/共59页 1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。原生矿物原生矿物：它们是各种岩石（主要是岩浆岩）受到程度：它们是各种岩石（主要是岩浆岩）受到程度不同的不同的物理风化而未经化学风化物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的的碎屑物，其原来的化学化学组成和结晶构造都没有改变组成和结晶构造都没有改变；次生矿物次生

6、矿物：它们大多数是由原生矿物经：它们大多数是由原生矿物经化学风化化学风化后形成后形成的新矿物，其的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变化学组成和晶体结构都有所改变。在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。合成为土壤矿物质。第9页/共59页 土壤中最主要的原生矿物有四类：土壤中最主要的原生矿物有四类：硅酸盐类矿物、氧化硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。其中其中硅酸盐类硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的矿物占岩浆岩重量的80以上以上。a、硅酸盐类、硅酸盐类，如长石、云

7、母等，容易风化而释放出，如长石、云母等，容易风化而释放出K、Na、Ca、Mg、Al等元素可供植物吸收，同时形成新的次生矿等元素可供植物吸收，同时形成新的次生矿物。物。b、氧化物类氧化物类，如石英、赤铁矿等，稳定、不易风化，对，如石英、赤铁矿等，稳定、不易风化，对植物养分意义不大。植物养分意义不大。c、硫化物类、硫化物类，如黄铁矿、白铁矿（，如黄铁矿、白铁矿（FeS2），极易风化，为），极易风化，为土壤中硫元素的主要来源；土壤中硫元素的主要来源；d、磷酸盐类、磷酸盐类，如磷灰石、磷酸铁等，是土壤中无机磷的重，如磷灰石、磷酸铁等，是土壤中无机磷的重要来源。要来源。（1）原生矿物：）原生矿物：第10

8、页/共59页岩石化学风化主要分为三个历程：岩石化学风化主要分为三个历程：氧化、水解、酸性水氧化、水解、酸性水解。解。岩石化学风化过程岩石化学风化过程氧化氧化：以橄榄石以橄榄石(Mg、Fe)SiO4为例为例第11页/共59页水解水解：酸性水解酸性水解：Fe2+、Mg2+等离子，一部分被植物吸收；一部分则水迁移，等离子，一部分被植物吸收；一部分则水迁移，最后进入海洋。最后进入海洋。Fe2O3.3H2O等形成新矿；等形成新矿；SiO44-也可与某些阳也可与某些阳离子形成新矿。离子形成新矿。第12页/共59页为原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组为原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组成和构

9、造都有所改变而不同于原来的原生矿物。成和构造都有所改变而不同于原来的原生矿物。p颗粒小（一般颗粒小（一般0.25um），具有胶体性质，既是土壤中），具有胶体性质，既是土壤中粘粒和无机胶体的组成部分，也是固体物质中最有影响粘粒和无机胶体的组成部分，也是固体物质中最有影响的部分。的部分。p与土壤中很多重要物理性质（如粘结性、膨胀性等）与土壤中很多重要物理性质（如粘结性、膨胀性等）和化学性质（如吸收、保蓄性等）密切相关。和化学性质（如吸收、保蓄性等）密切相关。（2 2）次生矿物：）次生矿物：）次生矿物：）次生矿物：第13页/共59页通常根据其性质与结构可分为三类：通常根据其性质与结构可分为三类：简单

10、盐类、三氧简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类化物类和次生铝硅酸盐类。简单盐类：简单盐类：次生矿物中的次生矿物中的简单盐类简单盐类属水溶性盐，易淋溶流失，一属水溶性盐，易淋溶流失，一般土壤中较少，多存在于盐渍土中。它们都是原生矿物般土壤中较少，多存在于盐渍土中。它们都是原生矿物经化学风化后的最终产物，结晶构造也较简单，常见于经化学风化后的最终产物，结晶构造也较简单，常见于干旱和半干旱地区的土壤中。干旱和半干旱地区的土壤中。方解石方解石(CaCO3)、白云石、白云石Ca、Mg（CO3）2、石膏、石膏(CaSO42H2O)、泻盐泻盐(MgSO47H2O)、岩盐、岩盐(NaCl)、芒、芒硝硝(Na2

11、SO410H2O)、水氯镁石、水氯镁石(MgCl26H2O)。第14页/共59页三氧化物类：三氧化物和次生铝硅酸盐粒径小于三氧化物类：三氧化物和次生铝硅酸盐粒径小于0.25m，称之为次生粘土矿物。，称之为次生粘土矿物。如针铁矿如针铁矿(Fe2O3H2O)、褐铁矿、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、三水铝、三水铝石石(A12O33H2O)等，它们是硅酸盐矿物彻底风化后的产等，它们是硅酸盐矿物彻底风化后的产物，结晶构造较简单，常见于湿热的热带和亚热带地区物，结晶构造较简单，常见于湿热的热带和亚热带地区土壤中。土壤中。第15页/共59页次生硅酸盐类：次生硅酸盐类：这类矿物是由长石等原生硅酸盐矿物风化后

12、形成。它这类矿物是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成。它们是构成土壤的主要成分，故又称为们是构成土壤的主要成分，故又称为粘土矿物粘土矿物或粘粒矿或粘粒矿物，与土壤很多重要物理、化学过程和性质有关。物，与土壤很多重要物理、化学过程和性质有关。次生硅酸盐可分为三大类：即次生硅酸盐可分为三大类：即伊利石、蒙脱石和高岭石伊利石、蒙脱石和高岭石。第16页/共59页风化程风化程度度存在地区存在地区颗粒直径颗粒直径膨胀性膨胀性阳离子阳离子代换量代换量伊利石伊利石较低较低温带干旱地区温带干旱地区小于小于2 mm较小较小较高较高蒙脱石蒙脱石较高较高温带干旱地区温带干旱地区小于小于1 mm较小较小极高高岭石高岭石极

13、高极高湿热的热带地区和花湿热的热带地区和花岗岩残积母质上发育岗岩残积母质上发育的土壤中的土壤中0.15.0 mm小小低低K2O47它所吸收的水分植物它所吸收的水分植物难以利用，同时干裂难以利用，同时干裂现象严重而不利于植现象严重而不利于植物生长。物生长。透水性良好，但供透水性良好，但供肥、保肥能力低，肥、保肥能力低，植物易感养分不足植物易感养分不足第17页/共59页1.1.21.1.21.1.21.1.2土壤有机质土壤有机质土壤有机质土壤有机质土壤有机质是土壤中土壤有机质是土壤中含碳有机化合物含碳有机化合物的总称。一般占固的总称。一般占固相总重量的相总重量的10%以下，是土壤的重要组成部分，也

14、是土以下，是土壤的重要组成部分，也是土壤形成的主要标志。壤形成的主要标志。土壤有机质主要来源于动植物和微土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体生物残体。非腐殖物质非腐殖物质（蛋白质、糖类、树脂、有机酸）（蛋白质、糖类、树脂、有机酸）腐殖质腐殖质（腐殖酸、富里酸、腐黑酸等）。（腐殖酸、富里酸、腐黑酸等）。第18页/共59页1.1.3 1.1.3 1.1.3 1.1.3 土壤水分土壤水分土壤水分土壤水分土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降大气降水和灌溉水和灌溉，在地下水位接近地面（，在地下水位接近地面（2-3m）的情况下，）的情况下，地下水地下水也是上

15、层土壤水分的重要来源。此外空气中水也是上层土壤水分的重要来源。此外空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。蒸气遇冷凝成为土壤水分。土壤水分并非纯水！土壤水分并非纯水！实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液。实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液。因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层（如水圈、生物圈等）壤的各种污染物向其他环境圈层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介。迁移的媒介。第19页/共59页1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气土壤是一个多孔体系，在水

16、分不饱和的情况下，孔土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔隙中充满空气。土壤空气隙中充满空气。土壤空气主要来自大气主要来自大气，其次来自土，其次来自土壤中的壤中的生物化学过程生物化学过程。土壤空气是土壤空气是不连续不连续的的，它存在于被土壤固体隔开，它存在于被土壤固体隔开的土壤孔隙中，其组成在不同位置是有差异的。的土壤孔隙中，其组成在不同位置是有差异的。土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水土水关系关系。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对含量经常随自然条件的改变而变化。含量经常随自然条件的改变而变化

17、。第20页/共59页 土壤空气与大气组成有较大的差别土壤空气与大气组成有较大的差别土壤空气与大气组成有较大的差别土壤空气与大气组成有较大的差别（1）土壤空气是一个不连续的体系）土壤空气是一个不连续的体系。（2）CO2含量一般远比在大气中高，氧的含含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气。量则低于大气。造成这种差别的原因是土造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成时消耗其中的有机物的降解及合成时消耗其中的O2，放，放出出CO2。（3）土壤空气一般比大气含有）土壤空气一般比大气含有较高的水量较高的水量。土壤含水量适宜时，相对

18、湿度接近土壤含水量适宜时，相对湿度接近100%。（4）除此之外，由于土壤空气经常被水汽所）除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良情况下，厌氧细菌活动饱和，在通气不良情况下，厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如产生的少量还原性气体如CH4、H2S、H2也也积累在土壤空气中。积累在土壤空气中。第21页/共59页1.21.2土壤的粒级分组与质地分组土壤的粒级分组与质地分组土壤的粒级分组与质地分组土壤的粒级分组与质地分组1.2.1 1.2.1 土壤矿物质的粒级划分土壤矿物质的粒级划分土壤矿物质是以大小不同的颗粒状态存在的。不同土壤矿物质是以大小不同的颗粒状态存在的。不同粒径的土壤矿物质颗粒（

19、即土粒），其性质和成分都不粒径的土壤矿物质颗粒（即土粒），其性质和成分都不一样。为了研究方便，一样。为了研究方便，人们常按粒径的大小分为若干组，人们常按粒径的大小分为若干组，称为粒组或粒级称为粒组或粒级，同组土粒的成分和性质基本一致，组，同组土粒的成分和性质基本一致，组间则有明显差异。间则有明显差异。第22页/共59页0.001 细粘粒0.005-0.001 粗粘粒粘粘 粒粒0.01-0.005 细粉粒0.05-0.01 粗粉粒粉粉 粒粒0.25-0.05 细粗粒1-0.25 粗砂粒砂砂 粒粒3-1 细 砾10-3 粗 砾石石 砾砾10石石 块块粒径粒径(mm)颗粒名称颗粒名称表表4-1我国土

20、粒分级标准我国土粒分级标准孔隙过大，孔隙过大，水和养分易水和养分易流失流失石英为主，孔隙大，石英为主，孔隙大，通气和透水性强，保通气和透水性强，保水保肥能力弱，营养水保肥能力弱，营养元素含量少元素含量少原生矿物与次生矿物原生矿物与次生矿物的混合体。团聚、胶的混合体。团聚、胶结性差，分散性强。结性差，分散性强。保水保肥能力较好。保水保肥能力较好。次生矿物，土壤营养元次生矿物，土壤营养元素含量丰富，团聚能力素含量丰富，团聚能力较强，保水保肥性好，较强，保水保肥性好，但通气和透水性差。但通气和透水性差。第23页/共59页1.2.21.2.21.2.21.2.2各粒级的主要矿物成分和理化特性各粒级的主

21、要矿物成分和理化特性各粒级的主要矿物成分和理化特性各粒级的主要矿物成分和理化特性矿物的粒级不同，其化学成分有较大的差异。一般来说，矿物的粒级不同，其化学成分有较大的差异。一般来说，土粒越细，所含养分越多；越粗，所含养分越少。土粒越细，所含养分越多；越粗，所含养分越少。第24页/共59页 1.2.3 1.2.3 1.2.3 1.2.3 土壤质地分类及其特性土壤质地分类及其特性土壤质地分类及其特性土壤质地分类及其特性n n定义：定义：定义：定义：由由由由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称不

22、同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地为土壤质地为土壤质地为土壤质地（或土壤机械组成）。（或土壤机械组成）。（或土壤机械组成）。（或土壤机械组成）。n n依据：土依据：土依据：土依据：土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。的。的。的。n n分类方法：国际制、美国制和前苏联制。分类方法：国际制、美国制和前苏联制。分类方法：国际制、美国制和前苏联制。分类方法：国际制、美国制和前苏联制。国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂

23、粒、粉砂粒、粘粒三种国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。第25页/共59页第26页/共59页第27页/共59页质地质地组组质地质地号号质地名称质地名称各粒级百分含量各粒级百分含量砂砂 粒粒(1-0.05mm)粗粉粒粗粉粒(0.05-0.0

24、01mm)胶胶 粒粒(0.001mm)砂土砂土1粗 砂 土702细 砂 土60-70303面 砂 土50-60两合两合土组土组4砂性两合土2040305小 粉 土2040306两 合 土2040307胶性两合土204030粘土粘土8粉 粘 土30-359壤 粘 土35-4010粘 土40表表4-6 4-6 我国土壤质地分类标准我国土壤质地分类标准第28页/共59页土壤质地可在一定程度上反映土壤矿物质组成和化学组土壤质地可在一定程度上反映土壤矿物质组成和化学组成，同时土壤颗粒大小与土壤的物理性质有密切关系，成，同时土壤颗粒大小与土壤的物理性质有密切关系，并且影响土壤孔隙状况，因此对土壤水分、空气

25、、热量并且影响土壤孔隙状况，因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化有很大影响。质地不同的土壤表现出的运动和养分转化有很大影响。质地不同的土壤表现出不同的性状。不同的性状。第29页/共59页土壤性状土壤性状土土 壤壤 质质 地地砂砂 土土壤壤 土土粘粘 土土比表面积比表面积小小中中 等等大大紧紧 密密 性性小小中中 等等大大孔隙状况孔隙状况大孔隙多大孔隙多中中 等等细孔隙多细孔隙多通通 透透 性性大大中中 等等小小有效含水量有效含水量低低中中 等等高高保肥能力保肥能力小小中中 等等大大保水分能力保水分能力低低中中 等等高高在春季的土温在春季的土温暖暖凉凉冷冷触触 觉觉砂砂滑滑粘粘壤土兼有砂土

26、和粘土的优点壤土兼有砂土和粘土的优点第30页/共59页 1.3 1.3 土壤吸附性土壤吸附性土壤吸附性土壤吸附性土壤胶体的比表面积和带电性，使土壤具有吸附性。土壤胶体的比表面积和带电性，使土壤具有吸附性。1.3.1 1.3.1 土壤胶体的性质土壤胶体的性质（1）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：比表面：比表面：单位重量（或体积）物质的表面积。单位重量（或体积）物质的表面积。一定体积的物质被分割时，随着颗粒数的增一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。多，比表面也显著地增大。蒙脱石比表面积最大（蒙脱石比表面积最大（600-800m2/g）

27、高岭石最小（高岭石最小（7-30m2/g）有机胶体比表面积也大（有机胶体比表面积也大（700m2/g）第31页/共59页（2）土壤胶体的电性：）土壤胶体的电性：土壤胶体微粒内部一般带负电荷，形成一个负离子土壤胶体微粒内部一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层个正离子层（反离子层或扩散层），即合称（反离子层或扩散层），即合称双电层双电层。第32页/共59页（3）土壤胶体的凝聚性和分散）土壤胶体的凝聚性和分散性：性：凝聚性：凝聚性：由于胶体的比表面和由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，表面能都

28、很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是势，这就是胶体的凝聚性。胶体的凝聚性。分散性：分散性：由于土壤胶体微粒带由于土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥，负电荷，胶体粒子相互排斥，具有具有分散性分散性，负电荷越多，负，负电荷越多，负的电动电位越高，相互排斥力的电动电位越高，相互排斥力越强，分散性也越强。越强，分散性也越强。影响因素：影响因素：土壤胶体的电动电土壤胶体的电动电位和扩散层厚度位和扩散层厚度及土壤溶液中及土壤溶液中电解质浓度、电解质浓度、pH值值影响土壤影响土壤凝聚性能。凝聚性能。土壤溶液中常见阳离子的土壤溶液中常见阳离子的凝聚能力顺序如下

29、：凝聚能力顺序如下：Na+K+NH4+HMg2Ca2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+。（。（三价离子三价离子 二价离子二价离子 一价一价离子离子 ）第35页/共59页每千克干土中所含全部阳离子总量，称为阳离子交换量每千克干土中所含全部阳离子总量，称为阳离子交换量(cmol/kg)，不同土壤的阳离子交换量不同：不同土壤的阳离子交换量不同：不同种类胶体的阳离子交换量的顺序为：有机胶体不同种类胶体的阳离子交换量的顺序为：有机胶体蒙蒙脱石脱石水化云母水化云母高岭土高岭土含水氧化铁、铝。含水氧化铁、铝。土壤质地越细，阳离子交换量越高。土壤质地越细，阳离子交换量越高。土壤胶体中土壤胶

30、体中SiO2/R2O3比值越大，其阳离子交换量越大，比值越大，其阳离子交换量越大，当当SiO2/R2O38.5土壤溶液中土壤溶液中OH-的主要来源，是的主要来源，是CO32-和和HCO3-的碱金属（的碱金属（Na、K）及碱土金属（）及碱土金属（Ca、Mg）的盐类。）的盐类。强碱性土对大多数植物和微生物有害，可使强碱性土对大多数植物和微生物有害，可使微量元素沉积，恶化土壤物化性能。微量元素沉积，恶化土壤物化性能。第46页/共59页Na+离子饱和度亦称为离子饱和度亦称为土壤碱化度。土壤碱化度。胶体上吸附的盐基离子不同，对土壤的胶体上吸附的盐基离子不同，对土壤的pH的影响也不同。的影响也不同。当当土

31、土壤壤胶胶体体上上吸吸附附的的Na、K、Mg（主主要要是是Na）等等离离子子的的饱饱和和度增加到一定程度时，会引起交换性阳离子的水解作用：度增加到一定程度时，会引起交换性阳离子的水解作用：第47页/共59页表表4-9不同盐基离子完全饱和吸附黑钙土的不同盐基离子完全饱和吸附黑钙土的pH值值盐基离子黑钙土的pH值盐基离子黑钙土的pH值Li9.00Ca7.84Na8.04Mg7.59K8.00Ba7.35第48页/共59页 1.4.3 1.4.3 1.4.3 1.4.3土壤的缓冲性能土壤的缓冲性能土壤的缓冲性能土壤的缓冲性能土土壤壤缓缓冲冲性性能能是是指指土土壤壤具具有有缓缓和和其其酸酸碱碱度度发发

32、生生变变化化的的能能力，它可以保持土壤反应的相对稳定。力，它可以保持土壤反应的相对稳定。（1）土壤溶液的缓冲作用：）土壤溶液的缓冲作用：土土壤壤溶溶液液中中含含有有碳碳酸酸、硅硅酸酸、磷磷酸酸、腐腐殖殖酸酸等等弱弱酸酸及及其其盐盐类类，构构成成一一个个良良好好的的缓缓冲冲体体系系，对对酸酸碱碱具具有有缓缓冲冲作作用。用。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2CO3 H2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2H2O第49页/共59页土壤中的某些有机酸是两性物质，具有缓冲作用。土壤中的某些有机酸是两性物质，具有缓冲作用。如如氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸和碱，从而对酸和氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸

33、和碱，从而对酸和碱都具有缓冲能力。碱都具有缓冲能力。第50页/共59页（2）土壤胶体的缓冲作用：）土壤胶体的缓冲作用：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。子能分别对酸和碱起缓冲作用。对酸的缓冲作用（以对酸的缓冲作用（以M代表盐基离子）代表盐基离子）对碱的缓冲作用对碱的缓冲作用第51页/共59页土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能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。在代换量相等的条件下，盐基饱和度愈高，土就越强。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

34、愈低，土壤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。对碱的缓冲能力愈大。一般土壤缓冲能力一般土壤缓冲能力：腐殖质土：腐殖质土 粘土粘土 砂土砂土第52页/共59页 还原态还原态还原态还原态 元素元素元素元素 氧化态氧化态氧化态氧化态CH4CCO2NH3、N2、NONNO2-、NO3-H2SSSO42-PH3PPO43-Fe2+FeFe3+1.5 土壤的氧化还原性土壤的氧化还原性第53页/共59页土壤中主要的氧化剂：土壤中主要的氧化剂：土壤空气中的游离土壤空气中的游离O2、少量的、少量的NO3-、和高价的、和高价的金属离子金属离子,如如Fe（III）、）、Mn（IV）、

35、）、V（V）等。等。土壤中主要的还原剂：土壤中主要的还原剂：土壤有机质、厌氧条件下的分解产物以及低价土壤有机质、厌氧条件下的分解产物以及低价金属离子。金属离子。第54页/共59页 土壤中氧化、还原物质组成复杂，因此以实际土壤中氧化、还原物质组成复杂，因此以实际测量的土壤氧化还原电位来衡量土壤的氧化还原性。测量的土壤氧化还原电位来衡量土壤的氧化还原性。E Eh h 300 mV 300 mV，氧体系起主要作用，土壤处于氧氧体系起主要作用，土壤处于氧化状态；化状态；E Eh h 300 mV700mV,700mV,有机质被氧化，迅速分解，养分贫乏有机质被氧化，迅速分解，养分贫乏有机质被氧化，迅速分

36、解，养分贫乏有机质被氧化，迅速分解，养分贫乏;E Eh h400-700mV400-700mV时时时时,氮素以氮素以氮素以氮素以NONO3 3-存在存在存在存在;E Eh h400mV,400mV,反硝化发生反硝化发生反硝化发生反硝化发生;E Eh h200mV,200mV,NONO3 3-消失，出现大量消失，出现大量消失，出现大量消失，出现大量NHNHNHNH4 4 4 4+;E Eh h-200mV,-200mV,HH2 2S S产生产生产生产生;Eh对土壤性质的影响对土壤性质的影响第57页/共59页n n土壤中的氧化还原反应能引起土土壤中的氧化还原反应能引起土壤酸碱性变化壤酸碱性变化.氧化氧化使土壤酸化，使土壤酸化，还原还原使土壤碱化使土壤碱化;n n强烈强烈影响存在于土壤中的变价元影响存在于土壤中的变价元素的转化和迁移素的转化和迁移;n n制约制约土壤的养分状况土壤的养分状况.第58页/共59页