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1、土壤酸碱性,黑龙江倍丰农资集团农化服务中心土壤肥料检测部,主要内容：,1,目标：,2,3,4,第一节 土壤酸度第二节 pH复合电极的介绍与使用 第三节 土壤pH值测定-电位法第四节 土壤酸碱性对土壤肥力的影响,了解土壤酸碱性的成因，土壤活性酸。潜在酸的概念与关系，土壤酸碱度的指标及在测定土壤pH值注意事项。,第一节 土壤酸度,一 土壤酸的成因二 土壤酸度的类型三 土壤酸度的指标四 土壤酸度之间的关系,一.土壤酸的成因,（一）土壤酸性的形成因素 1气候因素：高温高湿气候条件加速了矿物和岩石的风化作用和盐基离子强烈的淋溶作用。2生物因素：（1）生物的呼吸作用：土壤中微生物、植物根系和动物生命活动释
2、放大量的CO2，溶于水后形成碳酸，对土壤酸度发展有重要影响。（2）土壤中一些专性微生物作用：硫化细菌、硝化细菌可将土壤中硫和氮分别氧化成硫酸和硝酸，增强了土壤酸度（3）植被影响：针叶林有机物分解产生酸性，真菌活动强烈的森林土壤中，形成大量黄腐酸，土壤pH值很低。3施肥和灌溉的影响：长期使用生理酸性肥料（硫酸铵、氯化铵、氯化钾等，又增加土壤酸的效果。灌溉对土壤酸的影响主要取决于水质。4.环境影响；主要是酸雨作用,（二）土壤酸化的机理1.氢离子的来源（1）水的解离：HOH H+OH-土壤胶体对氢离子吸附使得水的电离平衡被破坏。（2）碳酸解离：H2CO3 H+HCO-1（3）有机酸的解离：有机酸 H
3、+R-COO-（4）酸雨：(干沉降和湿沉降酸雨）（5）其它无机酸:施入土壤中生理酸性肥料产生的无机酸,一.土壤酸的成因,二.土壤酸度类型,土壤酸度,活性酸度（soil active acidity),潜性酸度（soil potential acidity）,(一）土壤活性酸度(soil active acidity)土壤溶液中的氢离子浓度。用pH表示,测定时的水土比为1：1浸提测定溶液中氢离子浓度，所以，也有人表示为pHH2O。H+离子浓度大，pH值愈小，土壤酸度就越大H+离子浓度小，pH值愈大。(二）土壤潜性酸度(soil potential acidity)土壤潜性酸是由于土壤胶粒上吸附着
4、氢离子和铝离子所造成的显出酸性，所以它是土壤酸的潜在来源，故称为潜性酸。土壤胶体上吸附的氢、铝离子所反映的潜性酸量，可用交换性酸度和水解酸度表示。,（三）潜性酸的作用机理(soil hydrolytic acidity)(1)土壤胶体上氢离子的解离：(2)胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中：,-（X-y）H+yH+,胶体,二.土壤酸度类型,(3)土壤胶体上铝离子作用 Al3+H2OAl(OH)2+H+Al(OH)2+H2OAl(OH)2+H+Al(OH)2+H2O Al(OH)3+H+土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。Al6（OH）126+、Al10（OH）228+等等 土壤中交换性铝离子才是
5、土壤潜性酸的主要贡献者。在南方红壤土壤中占到90%以上。,二.土壤酸度类型,三.土壤酸度的指标,（一）土壤酸度的强度指标（液相指标）-pH值 依据对植物的影响程度将土壤pH分为以下等级,（二）土壤酸度的数量指标-固相指标（容量因素）,1.交换性酸度(soil exchangeable acidity)（pHKCl)当用中性盐溶液如1mol Kcl或0.06mol BaCl溶液(pH=7)浸提土壤时,土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分均被浸提剂的阳离子交换而进入溶液，此时,不仅交换性氢离子进入溶液变酸,交换性铝离子由于水解作用也增强了溶液酸性.Al3+3H2OAl(OH)3+3H+浸出液中
6、氢离子及其有铝离子水解产生的氢离子,用标准碱液滴定,根据消耗的碱量换算,为交换性氢与交换性铝的总量,即为交换性酸量(包括活性酸)。以厘摩尔（）/千克）为单位，它是土壤酸度的数量指标。阳离子交换反应是一种可以反应,所以,所测定的交换性酸度仅是潜性酸度的一部分。交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重要参考价值。,2.水解性酸度(soil hydrolytic acidity)(pHNaoAc)用弱酸强碱的盐类溶液（常用的为pH8.2的1mol NaOAc溶液）浸提,再以0.1molNaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水解性
7、酸。浸提的机理交换程度比之用中性盐类溶液更为完全，土壤吸附性氢、铝离子的绝大部分可被Na+离子交换。水化氧化物表面的羟基和腐殖质的某些功能团（如羟基、羧基）上部分H+解离而进入浸提液被中和。,水解性酸度测定时交换反应是一种不可逆反应，所以，土壤水解性酸度几乎是土壤所有酸度容量。也就是说，水解性酸度大于交换性酸度。潜性酸度主要用途在于：进行酸性土壤改良时进行石灰需要量的估算的重要参数。因为两个pH值相同，但质地差异较大的酸性土壤，其潜性酸度差异很大，单凭pH不能估测改良它们的酸性所需石灰量。必须以交换性酸度或水解性酸度为依据进行估算。交换性酸度和水解性酸度是表示土壤酸度的容量指标的不同指标，没有
8、实质上区别。pHH2O、pHKCl、pHNaoAc的关系？,土壤酸度间的关系,1.土壤总酸度（soil total acidity)活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义上是不同的。,土壤总酸度活性酸度潜在酸度,活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度；潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。,第二节 pH复合电极的介绍及使用,一 什么是pH复合电极？二 关于可充式和非可充式pH复合电极三 pH电极为何要浸泡?如何正确浸泡pH复合电极?四 如何正确使用pH复合电极?插入图片,一、什么是pH复合电
9、极？,把pH玻璃电极和参比电极组合在一起的电极就是pH复合电极。根据外壳材料的不同分塑壳和玻璃两种。相对于两个电极而言，复合电极最大的好处就是使用方便。pH复合电极主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口等组成。,二、可充式和非可充式pH复合电极,可充式pH复合电极即在电极外壳上有一加液孔，当电极的外参比溶液流失后，可将加液孔打开，重新补充KCl溶液。而非可充式pH复合电极内装凝胶状KCl，不易流失也无加液孔。可充式pH复合电极的特点是参比溶液有较高的渗透速率，液接界电位稳定重现，测量精度较高。而且当参比电极减少或受污染后
10、可以补充或更换KCl溶液，但缺点是使用较麻烦。可充式pH复合电极使用时应将加液孔打开，以增加液体压力，加速电极响应，当参比液液面低于加液孔2cm时，应及时补充新的参比液。,三、pH电极为何要浸泡?如何正确浸泡pH复合电极?,pH电极使用前必须浸泡，因为pH球泡是一种特殊的玻璃膜，在玻璃膜表面有一很薄的水合凝胶层，它只有在充分湿润的条件下才能与溶液中的H+离子有良好的响应。正确的pH电极浸泡液的配制：取pH4.00缓冲剂(250ml)一包，溶于250ml纯水中，再加入56克分析纯KCl，适当加热，搅拌至完全溶解即成。,四、如何正确使用pH复合电极?,(1)球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。
11、(2)电极从浸泡瓶中取出后，应在去离子水中晃动并甩干，不要用纸巾擦拭球泡，否则由于静电感应电荷转移到玻璃膜上，会延长电势稳定的时间，更好的方法是使用被测溶液冲洗电极。(3)pH复合电极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，这样会加快电极的响应。尤其使用塑壳pH复合电极时，搅拌晃动要厉害一些，因为球泡和塑壳之间会有一个小小的空腔，电极浸入溶液后有时空腔中的气体来不及排除会产生气泡，使球泡或液接界与溶液接触不良，因此必须用力搅拌晃动以排除气泡。,(4)在粘稠性试样中测试之后，电极必须用去离子水反复冲洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其他溶剂洗去试样，再用水洗去溶剂，浸入浸泡液中活
12、化。(5)避免接触强酸强碱或腐蚀性溶液，如果测试此类溶液，应尽量减少浸入时间，用后仔细清洗干净。(6)避免在无水乙醇、浓硫酸等脱水性介质中使用，它们会损坏球泡表面的水合凝胶层。(7)塑壳pH复合电极的外壳材料是聚碳酸酯塑料(PC)，PC塑料在有些溶剂中会溶解，如四氯化碳、三氯乙稀、四氢呋喃等，如果测试中含有以上溶剂，就会损坏电极外壳，此时应改用玻璃外壳的pH复合电极。,方法原理 用pH计测定土壤悬浊液pH时，常用玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，或用pH复合电极。当pH玻璃电极和甘汞电极插入土壤悬浊液时，构成一电池反应，两者之间产生一个电位差，由于参比电极的电位是固定的，因而该电位差的大
13、小决定于试液中的氢离子活度，氢离子活度的负对数即为pH，可在pH计上直接读出pH值。,第三节 土壤pH值的测定电位法,操作步骤（1）仪器校正：用标准缓冲液检查pH计时，必须用两个不同pH的缓冲液，一个为pH4.01，一个为pH6.87，或一个为pH6.87，一个为pH9.18，视测定土壤的pH而定，以接近土壤的这pH为宜。检查时，先将电极插入一个缓冲液中，开启电源，调节零点和温度补偿后，将挡板拨至pH档，用“定位”调节旋钮调节读数至标准缓冲液的pH，这次调节的是电极不对称电位，经过一次缓冲液校正后，如电极完好或仪器已在正常情况下工作，则用第二个缓冲液检查时，允许的偏差应在0.02以内（pH7.
14、000.02）。如果产生较大的偏差，则必须更换电极并检查仪器。,（2）待测溶液的制备：称取通过2mm筛孔的风干土样10.00 mL置于50mL连体杯中，加入25mL无二氧化碳水用搅拌器搅动10min，静置30min，此时应避免空气中氨或挥发性酸等的影响。（3）测定：将电极的球泡浸入待测土样的下部悬浮液中，并在悬浊液中轻轻摇动，以除去玻璃表面的水膜，使电极电位达到平衡，待酸度计读数稳定后，记录待测液的pH值。每个试样测完后，立即用水冲洗电极，并用滤纸吸干后再测定其它试样。精确测定时，每测定56个试样后，用标准缓冲溶液重新校正仪器。,注意事项（1）水土比的影响：一般土壤悬液愈稀测得的pH愈高，通常
15、大部分土壤一脱粘点稀释到水土比10:1时，pH值约升高0.3 1.0单位，为了能够相互比较，在测定土壤pH值时，水土比应该加以固定。用实验数据来说明问题,（2）样品磨碎的影响：土壤试样不宜磨得过细，经实验证明，当一个通过2mm筛孔的土壤样品测的pH为4.7时，经磨碎至0.25mm所测得的pH约升高1.01.3单位。因此，土壤样品不宜磨得过细，宜采用统一筛径（2mm）的土壤样品进行测定。用实验数据说明,（3）土壤中含有二氧化碳所发生的影响：室内测定土壤样品时，土壤经过风干处理，其中含有的二氧化碳大部分挥发损失，测得的结果就与田间情况不同，因此，用风干样品测得的pH值仅是相对值（4）平衡时间的影响
16、：如果制备悬液时土壤与水平衡时间不够，则影响电极扩散层与自由溶液之间氢离子分布情况，因而引起误差。（5）测定条件的影响：对于容易沉降的土壤，pH玻璃电极的插入位置会使测定的pH值不同，在测定时搅动悬液时测得的pH，较不搅动测得的低。我们采用搅动10min，静置30min，后测定。玻璃电极插入土壤悬浮液后应轻微摇动，以除去玻璃表面的水膜，加速平衡，这对缓冲性弱和pH值较高的土壤尤为重要。,第四节 土壤酸碱性对土壤肥力的影响,土壤酸碱性对土壤养分有效性的影响,植物养分有效性与pH的关系图,大多数土壤养分在,pH6.5（中性）,附近的有效性较高,土壤pH6.5左右时，各种营养元素的有效度都较高，并适
17、宜多数作物的生长。pH在微酸性、中性、碱性土壤中，氮、硫、钾的有效度高。pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。pH7时，则易产生磷酸钙沉淀，磷的有效性降低。在强酸和强碱土壤中，有效性钙和镁的含量低，在pH6.58.5的土壤中，有效度较高。铁、锰、铜、锌等微量元素有效度，在酸性和强酸性土壤中高；在pH7的土壤中，活性铁、锰、铜、锌离子明显下降，并常常出现铁、锰离子的供应不足。在强酸性土壤中，钼的有效度低。pH6时,其有效度增加。硼的有效度与pH关系较复杂,在强酸性土壤和pH7.08.5的石灰性土壤中,有效度均较低,在pH6.07.0和在pH8.5的碱性土壤中,有效度较高,主要栽培植物生长适宜的pH范围表,Thank You!,
