单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,分类制,分类法,粒级,质地,数量,国际制和美国制,三级分类法,砂粒、粉砂粒、粘粒,砂土、壤土、粘壤土、粘土,四类十二级,前苏联制,双级分类法,物理性粘粒和物理性砂粒,砂土、壤土、粘土,三类九级,中国制,砂粒、粗粉粒、胶粒,砂土、壤土、粘土,三类十一级,表,1,土壤质地分类对照,返回,分类制分类法粒级质地数量国际制和美国制三级分类法砂粒、粉砂粒,1,土壤胶体对土壤养分元素、污染物的迁移转化有重要作用，这种作用与土壤胶体类型及其性质密切相关，土壤胶体均具有双电层结构。,1,、土壤胶体的概念,土壤中高度分散粒径在,1100,毫微米之间物质。,2,、,土壤胶体类型：,土壤矿质胶体；,（次生硅酸盐、简单铁铝氧化物、二氧化硅）,有机胶体；,（腐殖质、有机酸、蛋白质等）,有机,-,无机复合胶体。,二、土壤胶体,土壤胶体对土壤养分元素、污染物的迁移转化有重要作用，,2,图,1,土壤胶体结构示意图,3,、胶体的结构,图1 土壤胶体结构示意图3、胶体的结构,3,扩散双电层,：,土壤带电胶体与溶液界面的双电层,胶体表面的（负）电荷层紧靠表面溶液的反离子或补偿（阳）离子层。,两者电荷数相等，符号相反，维持体系的电中性。静电引力使反离子靠近表面，热运动又使其脱离表面而形成具有扩散特征的反离子层，又称扩散层。其中反离子呈不均匀分布，如同地球的大气层。,扩散层反离子分布和表面电位变化特征。,扩散双电层：土壤带电胶体与溶液界面的双电层胶体表面的（负,4,4,、土壤胶体性质,巨大的比表面和表面能,带电性,分散和凝聚性,4、土壤胶体性质巨大的比表面和表面能,5,土壤比表面面积,是指单位质量土壤颗粒所有表面积的总和。,土壤表面能,土壤胶体颗粒表面的分子与其内部的分子所处的条件是不相同的,胶体内部的分子在各方向上都与他相同分子接触，受到的吸引力,各方向相等；而处于土壤胶体表面的分子所受到的内部相同的分子,的引力，与其受到介质（分散剂）分子的引力不同，,从而使胶体表面分子具有一定的自由能即表面能。,返回,土壤比表面面积是指单位质量土壤颗粒所有表面积的总和。返回,6,A,、电荷种类和来源,I,永久电荷,来源于,粘土矿物晶层中核心离子的同晶替代。,不受,介质,pH,值,的影响，也不受,电解质浓度,的影响,II,可变电荷,在介质酸碱度影响下产生的，其电荷类型和电荷数量均决定于介质酸碱度，又称,pH,依变电荷。,腐殖质产生可变电荷,层状铝硅酸盐产生可变电荷,氧化物带可变电荷,A、电荷种类和来源II 可变电荷,7,5,、土壤的离子交换,（,1,）阳离子交换,几个概念,阳离子交换作用：,土壤溶液中的阳离子与土壤胶体表面吸附的阳离子互换位置。,交换性阳离子：,被土壤胶体表面所吸附，能被土壤溶液中的阳离子所交换的阳离子。,阳离子吸附：,土壤溶液中的阳离子转移到土壤胶体表面，为土壤胶体所吸附。,阳离子解吸：,土壤胶体表面吸附的阳离子转移到土壤溶液中。,5、土壤的离子交换,8,阳离子交换作用的主要特征,A,、可逆反应,阳离子交换作用是一种可逆反应。这种交换作 用是动态平衡，反应速度很快。,阳离子交换作用的主要特征,9,B,、以离子价为基础的等价交换,二个一价铵离子，交换一个二价钙离子，即,36,克铵可交换,40,克钙；一个一价铵离子可交换一个一价钠离子，即,18,克铵可交换,23,克钠。,C,、受质量作用定律支配,溶液中某种离子浓度高时，其交换能力增大，可将交换能力弱的离子交换出来，也可将交换能力强的离子交换出来。,土壤中常见阳离子交换能力：,Fe,3+,、,Al,3+,H,+,Ca,2+,Mg,2+,K,+,Na,+,H,+,例外，半径小，水合度低，运动快，交换能力强。,B、以离子价为基础的等价交换,10,、土壤中的阴离子交换,带正电荷的胶粒吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。,、土壤中的阴离子交换,11,土壤溶液,(soil solution),是土壤水分及其所含气体、溶质的总称。分析土壤溶液组成、特性及其中化学过程，是土壤地理学、环境科学研究的重要内容。土壤溶液的溶质主要包括：无机盐类；简单有机物；溶解性气体。土壤溶液中溶质成分具有巨大的时空差异性，它与许多因素存在相互作用，如图,2,所示。,三、土壤溶液,土壤溶液(soil solution)是土壤,12,图,2,土壤溶液及其影响因素作用模式,图2 土壤溶液及其影响因素作用模式,13,1,、土壤的酸碱反应,土壤酸碱反应的概念,土壤酸度类型,A,、活性酸度,由溶液中氢离子浓度引起的,B,、土壤潜性酸,潜性酸,土壤胶体吸附的,H,+,、,Al,3+,离子，在被其它阳离子交换进入溶液后，才显示酸性。,土壤活性酸与潜性酸处于动态平衡：,潜性酸,活性酸,解 吸,吸附,1、土壤的酸碱反应 B、土壤潜性酸解 吸吸附,14,图,3,土壤酸碱状况、形成及其对植物的影响示意图,图3 土壤酸碱状况、形成及其对植物的影响示意图,15,图,4,土壤系统中氢离子收支平衡图式,图4 土壤系统中氢离子收支平衡图式,16,土类,pH,强酸性土,8.5,表,2,按,pH,值划分土壤类型,土类pH强酸性土4.5酸性土4.6-6.5中性土6.6-7,17,氧化还原过程对土壤形成发育有重要作用，土壤之中存在有多种氧化,-,还原体系，如表,6,所示。,2,、土壤的氧化还原作用,氧化剂,m+,+n,电子 还原剂,m-n,氧化还原过程对土壤形成发育有重要作用，土壤之中存在有多种氧化,18,图,6,土壤中主要的氧化还原体系,图 6 土壤中主要的氧化还原体系,19,（,1,）,土壤空气中,是主要氧化剂,在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如,NO,3,-,、,Fe,3+,、,Mn,4+,、,SO,4,2-,等。,（,2,）、土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂，在土壤缺,条件下，将氧化物转化为还原态。,（,3,）、土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。,无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。,（1）土壤空气中是主要氧化剂,20,（,4,）、土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，很大程度上有微生物参与。,如,:NH,4,+,NO,2,-,NO,3,-,分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。,（,5,）、土壤是不均匀的多相体系，不同土壤和同一土层不同部位，氧化还原状况会有不同差异。,（,6,）、土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。,（4）、土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，很大程度上有微,21,（,1,）、土壤缓冲性概念,土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和变碱而保持,pH,稳定的能力，称土壤缓冲作用，或缓冲性能。,（,2,）、土壤酸碱缓冲性,、土壤酸、碱缓冲原理,土壤中有许多弱酸,碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等，当这些弱酸与其盐类共存，就成为对酸、碱物质具有缓冲作用的体系。,3,、土壤的缓冲性,（1）、土壤缓冲性概念3、土壤的缓冲性,22,如,Hac+NaAc,体系,当加入,HCl,：,NaAc+HCl Hac+NaCl,当加入,NaOH:Hac+NaOH NaAc+H,2,O,土壤胶体交换性阳离子对酸碱的缓冲作用更大,胶体,交换性,H,+,、,Al,3+,弱酸，缓冲碱性物质,胶体,交换性盐基,弱酸盐，缓冲酸性物质,根据弱酸平衡原理，弱酸用碱中和形成盐，,pH,与中和程度之间的关系如下：,pH,pKa+lg,盐,酸,pH,pKa+lg,盐基,H,+,、,Al,3+,如 Hac+NaAc体系,23,土壤,BS,50%,时，对酸碱的缓冲能力最大。,缓冲能力随弱酸及盐的总浓度或土壤,CEC,增加而增大。,、土壤酸碱缓冲体系,碳酸盐体系,:,石灰性土壤的缓冲作用主要决定于,CaCO,3,-H,2,O-CO,2,体系,pH,6.03-2/3LogPco,2,硅酸盐体系：对酸性物质的缓冲作用。,交换性阳离子体系：对酸、碱物质的缓冲作用,铝体系：对碱性物质缓冲作用,(pH,5.0),有机酸体系：有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用,土壤BS50%时，对酸碱的缓冲能力最大。缓,24,、土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线,缓冲容量,(Buffering Capacity),使单位,(,质量或容积,),土壤改变,1,个,pH,单位所需的酸或碱量。用酸碱滴定获得绘制滴定曲线，称缓冲曲线。,、土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线,25,施用石灰,CaO,、,Ca(OH),2,、,CaCO,3,石灰需要量计算：,可用土壤交换性酸为基础进行计算,根据酸性土的缓冲滴定曲线计算,石灰物质换算系数,:Ca(OH),2,/CaO=74/56=1.32,CaCO,3,/CaO=100/56=1.79,在施用,CaO,或,Ca(OH),2,时，不易与土壤混合均匀，使局部土壤,pH,上升过高，影响植物生长，应乘以经验数值,0.5,得出实际施用量。若用,CaCO,3,(,石灰石粉,),，作用缓和，经验数值一般为,1.3,。,2,、碱性土的改良,改良,pH,8.5,的碱性土,四、土壤酸碱性的调节,1,、酸性土的改良,施用石灰CaO、Ca(OH)2、CaCO3 四、土壤酸碱,26,施用石膏,(CaSO,4,2H,2,O),、硅酸钙等。,施用硫磺粉和,FeS,2,粉,(,同时补铁,),施用有机肥，产生,CO,2,提高土壤空气,CO,2,浓度,五、土壤氧化还原状况的调节,重点在水田土壤，核心是水、气关系。,(1),水分过多的下湿田、深脚烂泥田，排水不畅，渗漏量过小，还原性强，,Eh,为负值，还原性物质大量积累，导致作物低产。加强以排水、降低地下水为主的水浆管理，改善土壤通气条件。,(2),缺水、漏水的水稻田，氧化性过强，对水稻生长不利，应蓄水保水和增施有机肥，促进土壤适度还原。,施用石膏(CaSO4 2H2O)、硅酸钙等,27,