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土壤酸碱度对土壤肥力及植物生长影响很大,我国西北、北方不少土壤pH值大,南方红壤pH值小。因此可以种植和土壤酸碱度相适应的作物和植物。如红壤地区可种植喜酸的茶树,而苜蓿的抗碱能力强等。土壤酸碱度对养分的有效性影响也很大,如中性土壤中磷的有效性大;碱性土壤中微量元素(锰、铜、锌等)有效性差。在农业生产中应该注意土壤的酸碱度,积极采取措施,加以调节。
[size=16px]土壤是有酸碱性的,而土壤的酸碱程度一般使用酸碱PH值来表示的,PH值越大则说明土壤碱性越强,PH值越小则说明土壤碱性越高。正常情况下:[/size][size=16px]土壤酸碱PH值在6.5以下的,我们一般称之为酸性土壤,其中,PH<4.5的属于极强酸性土壤,PH值在4.5-5.5范围之内的属于强酸性土壤,PH值在5.5-6.5的属于酸性土壤。[/size][size=16px]土壤酸碱PH值在7.5以上的,我们一般称之为碱性土壤,其中PH值>9.5以上的属于极强碱性土壤,PH在8.5-9.5范围内的属于强碱性土壤,PH值在7.5-8.5范围的属于碱性土壤。[/size][size=16px]土壤酸碱PH值在6.5-7.5范围内的,我们一般称之为中性土壤。[/size]
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。划分为9等级。 9.5极强碱性。 l 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。 [size=4][b]1.土壤酸度:[/b][/size] 根据土壤中H离子的存在方式,土壤酸度可分为两大类。 [b](1)活性酸度[/b]: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。 [b]活性酸度[/b]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。 [b](2)潜性酸度[/b]: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。 Ø [b]代换性酸度[/b]: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。 Ø [b]水解性酸度[/b]: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。 [b](3)活性酸度与潜性酸度的关系[/b]: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。土壤活性酸度是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[url=http://baike.baidu.com/view/1053488.htm]有机质[/url]丰富的粘土中则可高达5×10—1×10。 [size=4][b]2.土壤碱度[/b][/size] l 土壤溶液中OH离子的主要来源,是CO3和HCO3的碱金属(Na、K)及碱土金属(Ca、Mg)的盐类。[b]碳酸盐碱度和重碳酸盐度的总和称为总碱度[/b]。可用中和滴定法测定。 l 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。 l 当土壤胶体上吸附的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 在土壤溶液中产生NaOH,使土壤呈碱性。此时Na离子饱和度称为土壤碱化度。 [size=4][b]3.土壤的缓冲性能[/b][/size] 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。 [b](1)土壤溶液的缓冲作用[/b]: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。 Ø 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 Ø 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 [b](2)土壤胶体的缓冲作用[/b]: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。 Ø 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 Ø 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。 Ø 铝离子对碱的缓冲作用:在PH5.5,铝离子开始形成Al(OH)3沉淀,失去缓冲能力。 土壤酸碱性对植物的影响 1、大多数植物在pH9.0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。 二、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; 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; 无机磷的固定 (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。 三、土壤酸碱性的改良 1、土壤酸性土改良 经常使用石灰。达到中和活性酸、潜性酸、改良土壤结构的目的。 沿海地区使用含钙的贝壳灰。也可用紫色页岩粉、粉煤灰、草木灰等。 石灰施用量 生石灰需要量(g/m2 )=阳离子代换量*(1—盐基饱和度)*土壤重量*28*1/1000 2、中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可用硫磺粉(50g/平方米)或硫酸亚铁(150克/平方米),可降低0.5——1个pH单位。也可用矾肥水浇制。 3、碱性土壤 施用石膏,还可用磷石膏、硫酸亚铁、硫磺粉、酸性风化煤。