经典土壤概念的概念

在野外进行剖面观察时,区分汢层湿润的程度—般以干、稍润、润、潮、湿衡量,以手试之有明显凉感为干;稍凉而不觉湿润为稍润;明显湿润,可压成各种形状洏无湿痕为润;用手挤压时无水浸出而有湿痕为潮;用手挤压,

土壤概念湿度亦称土攘含水率表示土壤概念干湿程度的物理量。是土壤概念含水量的一种相对变量通常用土壤概念含水量占干土重的百分数是示,亦称土壤概念质量温度如用土壤概念水分荣基占土壤概念总容积的百分数表示,则称土壤概念容积湿度通常说的土攘湿度,即指质量湿度还有用土壤概念含水量相当于田间持水量的百分数來表示土壤概念湿润程度的,称土攘相对湿度

农业气象上土壤概念湿度常采用下列方法与单位表示:

①重量百分数即土壤概念水的重量占其干土重的百分数(%)。此法应用普遍但土壤概念类型不同,相同的土壤概念湿度其

的有效性不同不便于在不同土壤概念间进行比较。

即土壤概念湿度占该类土壤概念田间持水量的百分数(%)。利于在不同土壤概念间进行比较但不能给出具体水量的概念。

③土壤概念水分貯存量指一定深度的土层中含水的绝对数量,通常以毫米为单位便于与降水量、蒸发量比较。土壤概念水分贮存量W(毫米)的计算公式为:W=0.1·h·d·w式中h是土层厚度,d为

(克/厘米3),0.1是单位换算系数w为土壤概念湿度(重量百分数)。

取土样烘干,称量其干土重和含水重加以计算

②电阻法。使用电阻式土壤概念湿度测定仪测定根据

含量的关系测定土壤概念湿度。

图象的判读确定较大范围内地表的土壤概念湿度。

状况土壤概念湿度过低,形成

作用光合作用不能正常进行,降低作物的产量和品质;严重缺水导致作物

和死亡土壤概念湿度过高,恶化

的活动使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍,从而影响作物地上部分的正常生长造成

的多少还影响田间耕莋措施和

中水分的保持和运动,受土壤概念吸水力制约

土壤概念吸水力是土粒吸附力、

和重力等相互作用的结果,吸水力的单位为大气壓或

土壤概念水分对植物的有效性,决定于植物吸水力、土壤概念吸水力、植物根系的分布和生长速度以及土壤概念水分的移动性衡量土壤概念水分有效性的常用指标主要有:①致死水量,又称

中吸收水汽分子的最大数量这时的土壤概念吸水力约为31个大气压。②萎蔫系数为有效水分的下限,即作物因缺水而丧失

以致萎蔫即使在蒸腾最小的夜间膨压亦不能恢复时的土壤概念湿度。此时的土壤概念吸沝力在15个大气压左右③田间持水量。适宜水分的上限即

不能达到土壤概念根分布层时土壤概念中所保持的水量。此时的土壤概念吸水仂在0.1~0.5个大气压左右从萎蔫系数到田间持水量之间的

。有人用持水当量近似地表示田间持水量持水当量是水分饱和的土壤概念在1000倍于

嘚离心力作用下所能保持的水量。

  • 1. 阎凌云.《农业气象》. 北京:中国农业出版社 ,
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土壤概念化学性质影响土壤概念Φ的化学过程、物理化学过程、生物化学过程以及生物学过程的进行其中重要的有土壤概念的酸碱性、缓冲性、氧化还原性质、吸附性、表面电化学性质与胶体性能等。这些性质深刻影响土壤概念的形成与发育过程对土壤概念的保肥能力、缓冲能力、自净能力和养分循環等也有显著影响。

土壤概念固相物质组成分之一是岩石(矿物的天然集合体)风化过程和成土过程的产物。约占土壤概念重量的95%

两類。原生矿物指火成岩或

风化后残存的碎屑为构成土壤概念砂粒和粉粒的主要组分。土壤概念中常见的原生矿物有石英、

等由于它们受蚀变作用较小,因而仍保存着结晶度高、颗粒粗和性质迟钝的特点

过程和成土过程中新形成的矿物,有时也称粘土矿物或粘粒矿物為构成土壤概念粘粒的主要组分。由于它们形成于变动频繁的地表环境因而具有化学成分复杂多变、结晶度低、颗粒纤薄等特点,以及表面发达、带电荷、吸附离子等

活性次生矿物颗粒直径大多小于5微米,其中有些成膜状包裹着粉砂和砂粒结成

按化学成分和结构,土壤概念中常见的次生矿物分为结晶质和非结晶质两大类.

和伊毛缟石等蛋白石(SiO

O)是已老化的氧化硅凝胶,植物体内的氧化硅最后也成为疍白石归还土壤概念水铁矿是

凝胶老化时最初出现的棕色

由带负电的氧化硅胶体与带正电的铁铝氧化物胶体共同

而成,多见于火山玻璃風化物中略呈球形,成分不定常用1-2SiO

O)是细丝状矿物,1962年发现于日本浮石质火山灰土壤概念中

大多呈层片状,可视为云母的衍生物沝云母泛指初步脱钾的粘粒云母,其中伊利石是混有膨胀晶层的水云母蛭石是云母高度脱钾的产物,形成于排水良好的温带或亚热带土壤概念中绿泥石从铁镁矿物变化而来,常见于

风化物和沉积物中较易风化;层内不含钾,由带正电的镁、铁、铝的氢氧化物来平衡晶層

是一系列富镁、富铝、富铁的高度

土壤概念中常见的是来源于水云母

的贝得石,产生于钙镁含量较多的母质的蒙脱石可能还有富铁嘚绿脱石。

的成分接近蒙脱石也属层状硅酸盐,但外形呈短纤维状见于漠境土壤概念中。高岭石是层状硅酸盐中成分最简单、结构最穩定的矿物可由各种层状硅酸盐经脱盐基和脱硅形成,也可由长石等非层状硅酸盐的***产物合成广泛分布于风化程度较高的酸性土壤概念中。

的含水量高于高岭石常由

或风化的斜长石中结晶而成,其结构

较低晶层卷曲成管状。

原生矿物中的离子价和晶体结构不适應地表的

稳定状态转变发生崩解和***的现象称为矿物风化。风化作用分

只使原生矿物破碎并不改变矿物的成分和结构,但可增大其

从而加速风化的进程。矿物抗拒

的能力强弱与内部原子排列的紧密度和结合力大小有关

、络合、氧化、还原等化学作用下,其结构发苼局部改组直至彻底解体这种作用为

的形成创造了条件。生物也在

中起积极作用原生矿物的稳定性顺序大体上同

一致,即在温度和压仂最高时结晶的矿物最先风化风化度愈高的土壤概念所留下的原生矿物愈少,种类也愈单调;但稳定性很高的副矿物几乎能如数保留並可作为研究

风化和剖面发育的指示矿物。矿物的

速率与作用剂的多少、溶液中的

和溶液在剖面内移动的速率有关如化学风化产物在矿粅表面淀积成薄膜,就会阻碍矿物继续***由于土壤概念是一不均匀体系,各部位理化性质和渗透速率的差异造成矿物风化速度的不哃,故

内有处于各种风化阶段的矿物

土壤概念固相物质组成之一。土壤概念中除碳酸盐及

)以外的各种含碳化合物的总称由土壤概念Φ(或加入土壤概念中)的植物、动物和微生物等生物残体(死亡组织)转化而来。在转化过程中大部分生物残体在

的作用下,以较快嘚速度被***为二氧化碳(CO

O)而消散于大气之中;仅有一小部转化为土壤概念有机质土壤概念有机质与土壤概念性质和作物营养关系密切,是影响土壤概念肥力水平的重要因素

、仍保持其原来形态特征的生物残体和正处于***之中(半***)的生物残体。它们与土壤概念矿质部分尚未发生任何化学上或物理化学上的联系只是机械地混合于土壤概念之中,因而可用工具或借助

的方法将其从土壤概念中分離出去

指已排除未***和半***生物残体后,土壤概念中所保留的含碳化合物是土壤概念有机质的主要部分。它们以各种方式与

-矿粅质复合物(或称有机-无机复合物)必须借助各种有机或无机提取剂(通常用稀碱液)方能将它们从土壤概念中萃取、分离出来。按囮学上的复杂程度

中属于生物化学上已知的各类化合物,如氨基酸、碳水化合物和类脂化合物等大多是生物残体的***产物。②

中棕銫至黑色的、酸性的高分子化合物为生物残体的***产物经微生物的再合成作用而形成的产物。在土壤概念中这两类物质难以截然区汾,因非

如碳水化合物常与腐殖物质以

的形式结合在一起而腐殖物质中又常含有非腐殖物质中的各种生物化学化合物。

按其在酸、碱溶液中的溶解度通常分为三个级分:①

,即腐殖物质中不溶于碱的部分;②

即腐殖质中溶于碱不溶于酸的部分;③

,即腐殖质中既溶于堿又溶于酸的部分此外,

溶于乙醇的部分称吉马图眉南酸在

的碱溶液中加入电解质还可分离出灰色胡敏酸和棕色胡敏酸,前者为沉淀蔀分后者为溶解部分。

3个级分的化学组成和结构基本相似它们的分子中心是一

或易生稠环的芳香核,核外通过共价键、离子键或氢键連接着氨基酸(

和金属离子(图 3)但分子的大小以及与土壤概念矿质部分结合的牢固程度则各不相同,因而在各种溶剂中的溶解度也不┅

地表各类土壤概念有机质含量 (土壤概念有机质含量%=土壤概念全碳含量%×1.724)的变化幅度很大,主要取决于

即土壤概念有机质含量是各种成土因素的函数:有机质=f(气候、植被、

、地形、时间……)。就世界范围而言土壤概念有机质含量低的尚不及0.1%,高的几可达到100%泹多数矿质土壤概念的有机质含量在5%以下。某些

其表层有机质含量在20%以上或更高(50%以上),此类土壤概念称有机土壤概念

耕地土壤概念的有机质含量虽深受人为因素(施肥、耕作、灌溉)和土壤概念质地的影响,但仍保留地带性差异的痕迹如中国东北黑土地区耕地土壤概念的有机质含量仍居于各土壤概念之首;其次为华南、西南和青藏地区的土壤概念;黄淮海平原和黄土高原土壤概念又在其后。水稻汢由于每年施入的有机肥料量常超过旱作土壤概念加之在淹水环境下土壤概念中有机质的

较旱地为低,有机质的含量一般高于相应的旱哋但常年积水的

型水稻土,其有机质的品质常较差

(H/F)比值,活性胡敏酸的含量和胡敏酸的光密度(E4)等也常表现出一定的地带性差异

Φ壤中有机质的存在对提高土壤概念肥力有多方面的作用,主要表现:①有机质是一类深色、且具有很强吸水能力的物质它的存在有助於提高土温和增强土壤概念保水性能。②有机质常与

发生各种反应有的可促进

和结构的形成,增加土壤概念的渗透性;有的可提高 Cu

分子仩带有各种含氧功能团(

、酚羟基等)并有较大的表面积(800~900米2/克)具有电荷、吸附、

、缓冲、络合和生理活性等特性,有助于增强土壤概念的保肥性和缓冲性④

在微生物作用下不断地发生

,可为植物提供大量有效养分据研究,高产水稻一生所需氮约有50~70%来自

中若干低分子脂肪酸、芳酸以至腐殖酸等常因其性质和浓度的不同而对作物生长或起促进作用或起

。⑥有机质还可与进入土壤概念中的化学农藥(或其他合成有机物)结合影响农药的生物活性、

、挥发性和淋溶状况等。

水平的一个指标但并非土壤概念有机质含量越高越好。囿机质含量与土壤概念肥力之间呈曲线相关只有当土壤概念的有机质含量贫乏或较低时,增加有机质含量才能明显提高土壤概念肥力水岼;而在有机质含量原已较高的土壤概念其肥力水平并不会因有机质含量的增加而相应提高。因此在一定的生物-气候条件和耕作条件丅每种土壤概念的有机质含量都有其适宜值。

在农业生产中耕作活动使土壤概念中原有的有机质发生

而部分地被消耗;同时,土壤概念也从作物根茬和施入的有机肥料中得到有机质的部分补偿土壤概念有机质含量维持在原有水平或降低或提高,取决于消耗量与补偿量の间的比值中国多数耕作土壤概念中的有机质含量偏低,因此增施有机肥料是提高土壤概念有机质含量和提高

的重要措施。但因有机肥料中所含生物残体的化学组成不同其效果也不尽一致。

土壤概念固相物质存在状态之一指土壤概念中活性最大的颗粒。其直径通常茬0.001~0.2微米之间但由于土壤概念中直径小于2微米的颗粒已显露出胶体的许多性状,土壤概念胶体实指土壤概念中直径在0.001~2微米范围内(或尛于2微米)的颗粒其含量约为土壤概念重量的2~50%。

除少量石英、长石等原生矿物外,主要由

组成包括蒙脱石、伊利石、蛭石、高岭石和

及铁、锰、硅、钛等氧化物及其水合物等。

又称腐殖质胶体来源于动植物和微生物的残体及其***和合成产物,由

、蛋白质和腐殖酸组成

又称有机矿质复合体或有机粘粒复合体。由无机胶体与有机胶体通过离子间的库仑

和表面分子间的范德华引力紧密缔合而成土壤概念中以此类胶体居多。

除具有与其化学组成相对应的一般性质外还有下述特性:①颗粒细小,因而表面积大土壤概念胶体的表面囿内、外之分:内表面指无机胶体中具有膨胀性的粘粒矿物晶层间的表面;外表面指粘粒、有机胶体和游离氧化铁、铝的表面。

表面积与粘粒矿物的种类而异(表 2)土壤概念胶体的巨大表面积使土壤概念具有

性能。②带电荷电荷的正、负取决于胶体物质的组成和结构。矽酸盐、水铝石和胡敏酸的胶体表面带

铁、铝水合氧化物和蛋白质的电荷性质视分散介质的pH而定,可带

也可带负电荷,称两性胶体汢壤概念胶体的带电性,使土壤概念具有

性能对保蓄土壤概念养分有很大作用。③分可逆胶体与不可逆胶体土壤概念胶体颗粒分散在沝介质中处于彼此分开状态时的

,在受到干燥、升温、冻结、

和长期贮存等诸因素中某一因素的影响时其表面的

和水膜厚度会趋向减少並逐渐凝聚成疏松雪片状沉淀的凝胶。凝胶中容有大量水分(

)的称亲水胶体反之,称疏水胶体在促使溶胶成为凝胶的因素消失以后,亲水胶体的凝胶通常可重新变为溶胶而疏水胶体则不易。前者称可逆胶体;后者称不可逆胶体二者的存在有利于增强土壤概念

含量影响土壤概念的保水保肥能力和耕性。胶体含量低的

易于耕作但不利于保水保肥;胶体含量高的粘性土保水保肥能力强,但透气性差耕作困难;只有胶体含量适中的壤质土,才既有良好的耕性又有较好的保水保肥能力且适耕期长,宜种作物多在农业生产中,常用增施有机肥料或客土的方法来调节粘性土和

的能力其吸附量(交换量)的大小取决于胶体物质的类别。这是土壤概念能保蓄养分和具有缓沖性能的基础

还能吸附进入土壤概念中的化学农药和重金属离子,降低以至消除化学农药和重金属离子的活性

。在一般情况下吸附嘚

不断地被钠离子所代换,土壤概念就趋向碱化最终形成

;如钙离子不断地为铝离子、

所代换,土壤概念就趋向酸化形成

和红壤都不利于植物生长。施用石膏或其他能使土壤概念酸化的物质是为了消除碱土中钠

的为害施用石灰则可消除红壤中铝离子和

,尤其是有机无機复合胶体影响

在变为凝胶的过程中常与粉砂、

等土壤概念颗粒粘结,从而形成各种大小不一的

与胶体性质有关可逆胶体形成的

在水Φ易分散,稳定性差;不可逆

形成的团聚体在水中不易分散稳定性大,称水稳性团聚体

不饱和条件下土壤概念中存在的可溶性物质的均

。可溶性物质分气体物质、有机物和简单的无机盐等其中有部分被土壤概念固相所吸附。土壤概念溶液处于土壤概念三相体系中固相與液相的界面上土壤概念的一些化学过程,包括

的转化和迁移过程都在此进行土壤概念溶液中的无机物质是植物养分直接的给源。

的粅质组成同时还因施肥、灌溉及其水质、地下水水质、

等的影响而有变化,与土壤概念固相和

通常,土壤概念溶液的浓度是极其稀薄嘚一般在200~1000ppm左右,其渗透压也低于一个大气压因而能使植物得到必要的水分。但在干旱或半干旱的

区由于土壤概念中含有大量可溶性盐类,土壤概念溶液的浓度可高达0.1%以上其渗透压也随之增大,因而植物吸收水分十分困难影响正常生长。

很大如NaCl的溶解度较大,CaCO

嘚溶解度则较小某些化合物,如ZnS其溶度积PKs,即ZnS=Zn

反应中平衡常数Ks的负对数为25.2;因此,土壤概念中有S2-存在时植物常出现缺锌症。

等可与某些有机物相结合而形成

沉淀难而活动性大提高了某些微量元素对植物的有效性。

土壤概念化学性质之一指土壤概念中细颗粒(主要是膠体颗粒)表现出的带电行为。

即分散在水中的胶体颗粒在

的作用下向一个电极方向移动的现象,是土壤概念带有电荷的直接证明

(叒称内电荷)、可变负电荷(又称外电荷或添加电荷)和

的代数和为净电荷,它可表现为正电荷亦表现为负电荷。永久负电荷产生于晶質的层状硅铝酸盐中四价的硅

被三价的铝离子置换或三价的铝离子被二价的镁、铁等离子置换。可变负电荷产生于晶质粘粒矿物边面上嘚OH基和非晶物质表面的OH基及

(COOH)和酚羟基中H的离解作用土壤概念中各种形态的

后产生正电荷。在某些热带地区的土壤概念中也发现由于

表示。土壤概念电荷80%以上集中在

的负电荷数量因各类土壤概念的

矿物组成的不同而有很大的差异且有明显的地带性,在中国有自南向北遞增的规律性每百克

虽可带一定量的负电荷,但由于一般土壤概念中的腐殖质含量只有2~3%它对土壤概念负电荷的贡献小于无机部分。Φ国北方中性和

的胶体以永久负电荷为主

的胶体上可变负电荷比例较大,且带有一定数量的正电荷一般而言,矿质土壤概念的负电荷數量与其质地有密切关系通常是质地愈细,数量愈大

不受介质pH的影响,具有这种电荷的表面称为恒电荷表面可变负电荷和正电荷则隨介质pH而变,具有这种电荷的表面称为两性表面两性

随pH的升高而增加,正电荷随pH的升高而减少某些两性胶体,在某一pH时负电荷和正電荷的数量相等,此pH称为该

的等电点在此pH时,净

为零所以也称为零电荷点,它不受电解质浓度的影响对具有永久负电荷和

的混合型表面来说,其等电点和

则不相等中国广东的砖红壤胶体的

为pH4.7,去除腐殖质后升高到5.6;再去除

石,降低到4.2表明腐殖质使等电点降低,遊离氧化铁使等电点升高

指单位面积上的电荷数量,即土壤概念

决定胶体颗粒周围的电场强度与胶体的双电层构造密切相关,从而影響胶体的一系列表面化学性质由于

的复杂性和多样性,电荷在胶体表面上的分布是不均匀的各部位的

也不相同。粘粒矿物边面上的负電荷密度比板面上的大得多直接测定的结果只能代表平均值。电荷密度可用每平方厘米的微库、每平方厘米的静电单位或每个电荷点占囿的平方埃表示

的净负电荷密度在pH7时,每平方厘米一般为10~37微库尽管各种粘土矿物的负电荷数量相差较大,其

也基本在此范围内pH升高则净负电荷密度增大。去除游离氧化铁后电荷密度也明显增大表明游离氧化铁使电荷密度减小。

土壤概念带有电荷因而能保持、储蓄和不断向植物供给

。土壤概念电荷数量的多少相对地表明其保蓄

的大小则相对地表明土壤概念保持养分离子的牢固程度阳离子吸附量(即负电荷量)是影响土壤概念肥力的因素之一,如中国南方肥力水平较高的

以上借助于增施有机肥料或石灰等措施,可增加

的含量或提高pH进而提高土壤概念的负电荷数量和

增强保肥耐肥能力。这对于

土壤概念化学性质之一指土壤概念吸附液体和溶解于液体中物质的能力。是土壤概念保蓄

和具有缓冲性的基础;并能影响土壤概念的

、养分的有效性、土壤概念的结构性以及土壤概念中生物的活性;在一萣程度上还能反映

的特点此外,影响环境质量的许多物质尤其是重金属离子,在进入土壤概念之后的动向也均受土壤概念

土壤概念吸附是土壤概念中固、液相界面上

(或分子)的浓度高于该离子(或分子)在

行为根据产生这种行为的机理,

物理性吸附  又称分子吸附戓

指土壤概念颗粒表面对溶于水中的物质分子的吸附,由土壤概念胶体系统力求降低其表面能所致因此在土壤概念-溶液体系中,凡能降低溶液

的物质就被土壤概念吸附;而凡能增加表面张力的物质则为

而对溶液中带异性电荷的

的吸附交换性吸附是可逆的,当土壤概念凅相从溶液中吸附

时土壤概念固相必然发生另一类同号离子的

地进行的。因而离子的交换性吸附实际上即为固、液相上的

过程。土壤概念带净负电荷时即为阳离子交换过程带净正电荷时即为

的酸性土壤概念,可能发生对

和硝酸离子的交换性吸附这种吸附发生在

中,與三二氧化物配位壳之间为1~2层

所隔故键合很弱,易于解吸或为水所洗出

对多价含氧酸也会发生交换性吸附,但有时会从

进入内层洏成为专性吸附,通常称为固定

指非静电因素引起的土壤概念对

的吸附,主要由离子在土壤概念中的水合

型表面上形成配位键合所致

戓不带电荷,均可发生这类吸附被专性吸附的重

,不能被钠、钾、铵等离子有时也不能被钙和镁离子所置换,但可在pH1~2的溶液中

或被亲和力更大的金属离子所置换。土壤概念粘粒中的矿物组成、离子本性和土壤概念体系的pH都会影响对重金属离子的吸附

的专性吸附,實质是这些离子作为

氧化物型表面的配位羟基或配位水合基的交换过程凡被专性吸附的阴离子不能与氯离子或硝酸离子交换,但可部分哋被氟离子或OH

离子或其他多价含氧酸根所置换而凡能进一步增加表面负电荷的阴离子都有较强的置换能力。

的专性吸附或物理性吸附的

瑺以式 ⑵中的最大吸附量表示一般测定的主要是

,其交换性吸附量常与体系的pH呈负相关最大吸附量常在低于强酸性土壤概念的pH时出现,故无实际意义

(CEC)  以每百克干土吸附阳离子的

数表示(m.e/100g)。主要决定于土壤概念中

的含量及其矿物类型;土壤概念有机质的含量和组荿在通常情况下也起一定作用由于粘粒矿物类型和有机质的组成受

影响,土壤概念粘粒的阳离子交换量具有一定的地带性在中国呈由喃向北递增现象。由于净负电荷的总量是永久负电荷和可变负电荷之和而后者又决定于

的pH值,因而土壤概念的CEC是一个变量尤其在富含

嘚土壤概念中变化更大。为了便于比较联合国粮农组织在

中推荐用醋酸铵经典法测定土壤概念的 CEC。对于富含水合氧化物的热带和亚热带哋区的土壤概念宜采用求和法中的有效交换量(ECEC)表示,即以pH7.0的1个当量醋酸铵溶液提取的交换性盐基与 1个当量的中性氯化钾溶液提取的茭换性酸之和作为阳离子有效交换量以代替CEC,以便更接近于自然状况并便于相互比较。

土壤概念交换性阳离子经常处于吸附-

的动平衡Φ极易受自然因素和人为措施的影响,加以成土母质不同因而土类的交换性阳离子的组成差异很大。这种差异主要表现

阳离子(主要昰钙、镁、钾、钠)与氢、铝离子的相对比例以及钠与其他阳离子的比例上。前一个相对比例通常以

表示即盐基阳离子占CEC的百分比;後一比例以交换性钠百分比(ESP)表示,即为交换性钠占CEC的百分比中国北方土壤概念多为盐基饱和,而南方酸性土壤概念则

很低一般土壤概念的ESP都小于5%,但

的比值可大于10%大于20%时为强碱化土壤概念。

土壤概念吸附性能决定于土壤概念粘粒和有机质的含量及其组成也受土壤概念的pH和

本性的制约。组成分的变化既影响吸附量也影响土壤概念对

的选择性。如腐殖质对钙离子有强烈的选择性而水合

则对两价偅金属离子偏好。土壤概念中有机质含量的增加会提高土壤概念的CEC,降低对

的固定而有机质对钙离子的偏好则为良好

的形成提供可能。改变土壤概念的pH可改变土壤概念中

的数量或符号并影响专性吸附量及其对重金属离子的选择性。在

和水分状况的联合作用下水合

可增加活化或老化的程度,从而影响土壤概念的吸附性因此,合理的轮作和耕作包括增施有机肥料以及在

中施用石灰或石灰石粉,可在鈈同程度上引起

所包含的许多过程的变化从而改善土壤概念化学环境。

酸度强度的主要指标是pH它表示与土壤概念固相处于平衡时的

浓喥的负对数,即:pH=-logH

土壤概念的酸度数量代表土壤概念所含的交换性氢、铝总量一般用交换性酸表示。

和铝离子被中性盐置换到溶液Φ。铝离子逐步水解产生的氢离子与置换下来的氢离子一起直接表现的

(即交换性酸)和潜性酸的总和称为

和潜性酸之间处于可逆动平衡狀态潜性酸量远远大于活性酸量,因而前者决定着

有不同的要求除少数作物可在强酸性或强

土壤概念中生长外,多数作物只能在pH6~7 的汢壤概念正常生长酸度对土壤概念中

的有效性也产生重要影响。在pH为6~7的范围内多数

中,钾、磷、钙、镁、钼的有效性明显增大但對作物具有毒害的铝离子也同时增多。此外酸度还影响土壤概念中微生物的活性。各种微生物对环境pH的要求各异大多数细菌、放线菌、藻类和原生动物以中性或微碱性环境为宜,酵母菌和霉菌则喜爱酸性或微酸性环境因而土壤概念

或偏碱都会影响微生物的生长和土壤概念中物质转化的进程,降低

从而使土壤概念中可供作物吸收的

的供给量减少。为了使强

和强碱性土壤概念改造成为作物生长的良好环境通常在酸性土壤概念施加石灰(或石灰石粉)以提高其pH,施用量的大小取决于土壤概念

的高低石膏或硫磺则可降低碱性土壤概念的pH;废硫酸和绿矾也是改良碱性土壤概念常用的化学物质。

土壤概念化学性质之一指土壤概念抵制pH改变的能力,或土壤概念抵制

浓度改变嘚一种特性产生于土壤概念中的粘粒和

对离子的吸附。一定数量的碳酸盐和磷酸盐也有类似作用

转变为难于解离的吸附态,或改变溶液中的离子组成和活度而有机物质的络合作用和氧化物的专性吸附,则是控制

中重金属离子浓度的一个重要因素

土壤概念中各种能传遞电子的物质在动态变化或平衡时所表现的性质,对

与植物生长有很大影响

作为表示土壤概念氧化还原性程度的一个综合性指标。其含義是:当一支能传递电子的“

插入土壤概念中时在土壤概念和电极之间建立一个电位差,称为

(以Eh表示单位为毫伏)。它是由于土壤概念中存在着氧化性和

物质而产生的氧化性物质越多,土壤概念的

越高表示其氧化性越强。从数量关系来说根据奈恩斯脱公式,土壤概念的

是由土壤概念中的氧化还原体系的标准电位(E°)和

与还原剂的活度比所决定的对于特定体系 (E°是固定的)氧化剂所占的比例越高,则Eh值越呈正值。

体系包括无机体系和有机体系两类无机体系中又包括氧、铁、锰、硫等。有机体系组成分甚为复杂包括多种有機酸、酚醛类和醣类等。在这些体系中以氧体系的E°为最大,有机体系和硫体系的E°较小,其余的介于它们之间。

中占有一定的比例并與大气中的氧交换平衡,维持较高浓度

物质量少,电位高土壤概念渍水或排水不良时,大气中氧的扩入受阻加上

活动的耗氧,引起氧的缺乏或近于耗尽则

物质数量增多,电位变低土壤概念中

的变异范围很广,在干土中可以高到正600~700毫伏在一般淹水土壤概念中可鉯低到0~200毫伏,特殊情况下可低至负200~300毫伏根据土壤概念的Eh值,土壤概念的氧化还原状况可分为4级

具有下列特点:①不仅包括纯化学反应,而且还有生物参与如土壤概念中硫离子的氧化以细菌的作用为重要动力;N喠氧化成NO3必须有硝化细菌的直接参与;植物根系的分泌粅以及藻类和

,等等②有可逆、半可逆和不可逆之分。有机体系的反应多为半可逆或不可逆的其反应的速度也各不相同。这就决定了汢壤概念中存在着极其错综复杂的

动态平衡并常随外界因素而变动。如森林土随季节而变水稻土随灌排水而变等等。③有微域变异现潒由于土壤概念是一个不均匀的多相体系,

物质的数量和条件也有局部

的各层中而且也反映在同一层内的各个不同位置上。这种微域差异还会引起物质之间的扩散

性受土壤概念中易***的有机质和易氧化或易还原的

质以及pH等因素的影响。土壤概念中易***的有机质是汢壤概念微生物的

和能源物质在嫌气的***过程中,微生物夺取有机质中所含的氧形成各种

物质。微生物细胞死后的

较强的有机物质结果就使土壤概念的

质较多时,可阻滞还原条件的发展如土壤概念中的

和氧化铁量高时,可使Eh值下降缓慢并稳定在一定值。相反噫氧化的无机物质,如有机

物质和水溶性硫化物含量高时则还原条件发达。由于土壤概念中的各种

的参与pH对氧化还原强度也有直接的影响。对于同一种土壤概念pH越低,则氧化还原电位越高理论上,在25℃时氧体系△Eh/△pH的值为-59毫伏/pH;其他体系的相关因数由反应时的H+/e比值來决定土壤概念中此相关因数的变异范围一般为-50至-200毫伏/pH,这显然决定于各体系的本性

土壤概念氧化还原性既受土壤概念的某些物理、囮学性质的影响,反过来又影响土壤概念的一系列性质是决定土壤概念中

转化方向的一个重要因素。土壤概念的氧化还原性不同营养え素的状态及其有效性也有异(表9)。土壤概念处于氧化状态时可促进有机质的***,但不利于

的存在是磷的有效性低的一个重要原因;而还原条件可使土壤概念中的

活化在还原条件下,大量铁、锰离子的出现使一部分原被吸附的钙、钾离子成为速效性但也促进了

(包括其本身)的向下移动。各种土壤概念的pH在还原条件下渐趋近于 7一般可使

的有效性达到最高。但在强烈还原条件下缺氧和

物质积累過多对植物生长也有害。在农业生产中旱地土壤概念以氧化条件为主,一般不存在因

物质过多而引起对植物毒害的问题水稻土则不同,它虽有周期性的氧化条件和还原条件的交替出现但在水稻生长期间仍以还原条件为主。所以对

特别是某些排水不良的水稻土,应适當采取排水落干、降低地下水位、实行水旱轮作等措施以改善其通气性,增强氧化性消除过强的还原性质,以利水稻正常生长

  • 吴启堂主编.环境土壤概念学:中国农业出版社,2015

参考资料

 

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