土壤化学性质和环境意义省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《土壤化学性质和环境意义省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土壤化学性质和环境意义省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(76页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第四章第四章 土壤化学性质土壤化学性质及其环境意义及其环境意义1第1页第一节第一节 土壤酸碱性土壤酸碱性第二节第二节 土壤氧化还原性土壤氧化还原性 第三节第三节 土壤胶体土壤胶体2第2页第一节 土壤酸碱性3第3页酸性土壤上茶园4第4页土壤酸碱性土壤酸碱性盐基饱和度盐基饱和度复盐基化过程复盐基化过程淋溶过程淋溶过程人为活动人为活动气候气候母质母质生物生物5第5页一、土壤酸性形成一、土壤酸性形成l 土壤酸化过程土壤酸化过程 土壤酸化过程始于土壤溶液中活性土壤酸化过程始于土壤溶液中活性H+离子。土壤胶体离子。土壤胶体上吸附盐基离子被溶液中活性上吸附盐基离子被溶液中活性H交换进入土壤溶液,然后交换进入
2、土壤溶液,然后遭雨水淋失,土壤胶体上交换性遭雨水淋失,土壤胶体上交换性H不停增加,土壤盐基饱不停增加,土壤盐基饱和度下降、氢饱和度增加,并出现交换性铝,这么使得土和度下降、氢饱和度增加,并出现交换性铝,这么使得土壤酸化,形成酸性土壤。壤酸化,形成酸性土壤。Soil colloid MM+2H+Soil colloid HH2M+6第6页t土土壤中壤中H+起源起源水水解离解离碳酸解离碳酸解离有机酸解离有机酸解离酸雨酸雨 我国每年排放我国每年排放SO2约约1.71067吨吨其它无机酸其它无机酸 生理酸性肥料生理酸性肥料(KCl、NH4Cl等等)施用等施用等大气酸沉降大气酸沉降(pH5.6酸性大气化
3、学酸性大气化学物质:物质:SO2、NOx等)等)干沉降干沉降:经过气体扩散,固体物降落到地面:经过气体扩散,固体物降落到地面湿沉降湿沉降:降水携带大气酸性物质抵达地面:降水携带大气酸性物质抵达地面7第7页t 土壤中铝活化土壤中铝活化 土壤胶体上交换性土壤胶体上交换性H+饱和度到达一定程度,就会破坏饱和度到达一定程度,就会破坏硅酸盐粘粒晶体结构,水铝片(八面体片)中硅酸盐粘粒晶体结构,水铝片(八面体片)中Al就脱离晶格就脱离晶格束缚,转化为活性束缚,转化为活性Al3+,进而取代交换性,进而取代交换性H而成为交换性而成为交换性Al3+。交换性。交换性Al3+水解就产生水解就产生H+:Soil cl
4、ay Al+3H2OSoil clay HHAl(OH)3+HH+Soil clay Al+Al3+3H+Soil clay HHH8第8页铝离子作用铝离子作用表面H+超出一定程度胶体结构破坏八面体解体活性Al3+被胶体吸附交换性Al3+水解聚合H+新制备氢质粘土交换性Al3+占交换酸百分比(%)放置0.5 h52-58%放置6 h72-98%9第9页l土壤酸类型土壤酸类型t土壤活性酸土壤活性酸 与土壤固相处于平衡状态土壤溶液中与土壤固相处于平衡状态土壤溶液中H H+所反应出来酸度。所反应出来酸度。t土壤潜性酸土壤潜性酸 吸附在土壤胶体表面交换性致酸离子(吸附在土壤胶体表面交换性致酸离子(H
5、H+和和AlAl3+3+)所反应所反应出来酸度。出来酸度。交换性交换性H+和和Al3+只有转移到溶液中,转变成溶液中氢只有转移到溶液中,转变成溶液中氢离子,才会显示酸性。经过滴定确定其大小。离子,才会显示酸性。经过滴定确定其大小。土壤活性酸和潜性酸属于一个体系中两种酸,一直处于动土壤活性酸和潜性酸属于一个体系中两种酸,一直处于动态平衡。土壤潜性酸是活性酸主要起源和后备。态平衡。土壤潜性酸是活性酸主要起源和后备。活性酸活性酸潜性酸潜性酸解解 吸吸吸附吸附10第10页1.2 土壤酸度类型土壤酸度类型土壤酸度类型活性酸潜性酸水解酸交换酸土壤溶液中H+直接表现出酸度,用pH表示吸附在土壤胶体上交换性致
6、酸离子,只有被交换到溶液中后才会表现出酸性,这种酸称为潜性酸用过量中性盐溶液(1M KCl)浸提土壤所测得酸度用弱酸强碱盐溶液做浸提剂与土壤作用后所测得酸度11第11页几个土壤交换酸与水解量(c mol(H+)kg-1)土壤土壤地方地方交换酸交换酸水解酸水解酸黄壤黄壤广西广西3.626.81黄壤黄壤四川四川2.062.94黄棕壤黄棕壤安徽安徽0.201.97黄棕壤黄棕壤湖北湖北0.010.44红壤红壤广西广西1.489.1412第12页l 酸性土成因酸性土成因1、气候原因、气候原因2、生物原因、生物原因 生命活动生命活动 生物残体分解生物残体分解 专一性微生物存在专一性微生物存在3、人为原因、
7、人为原因4、酸雨、酸雨13第13页土壤碱性产生碳酸钙水解碳酸钠水解交换性钠水解二、土壤碱性形成二、土壤碱性形成14第14页l形成机理形成机理 土壤中碱性物质水解反应。土壤中碱性物质水解反应。土土壤壤中中碱碱性性物物质质主主要要是是Ca、Mg、Na、K碳碳酸酸盐盐及及重重碳酸盐,以及胶体表面交换性碳酸盐,以及胶体表面交换性Na+。p 碳酸钙水解碳酸钙水解(CaCO3CO2H2O体系)体系)CaCO3+H2O Ca2+HCO3-+OH-CO2+H2O HCO3-+H+石灰性土壤石灰性土壤pH主要受土壤空气中主要受土壤空气中CO2分压控制。分压控制。二、土壤碱性形成二、土壤碱性形成15第15页p 碳
8、酸钠水解碳酸钠水解 (盐土特征)(盐土特征)Na2CO3+H2O 2Na+HCO3-+OH-碳酸钠起源:碳酸钠起源:土壤矿物质中钠碳酸化土壤矿物质中钠碳酸化 矿物中矿物中Na NaHCO3 Na2CO3 风化产物硅酸钠与碳酸作用风化产物硅酸钠与碳酸作用(析出析出SiO2)Na2SIO3+H2CO3 Na2CO3+SiO2+H2O 盐渍土水溶性钠盐与碳酸钙共存时,形成碳酸钠盐渍土水溶性钠盐与碳酸钙共存时,形成碳酸钠 CaCO3+2NaCl CaCl2+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4 CaSO4+Na2CO3土壤呈强碱性反应土壤呈强碱性反应16第16页p 交换性钠水解交换性钠水解(碱土特征
9、)(碱土特征)当当土土壤壤胶胶体体交交换换性性Na+积积累累到到一一定定数数量量,土土壤壤溶溶液液盐盐浓浓度度较较低低时时,Na+离离解解进进入入溶溶液液,水水解解产产生生NaOH,并并深深入入形形成成碳碳酸酸盐盐Na2CO3、NaHCO3。碱土形成条件:碱土形成条件:足够数量钠离子与钙、镁离子产生交换足够数量钠离子与钙、镁离子产生交换 交换性钠解吸并水解产生交换性钠解吸并水解产生NaOHSoil colloid Ca2+Ca2+Mg2+4Na+Soil colloid 2Na+2Na+Mg2+Soil colloid xNa+yH2O+CO2Soil colloid(x-y)Na+yH+yN
10、aOH+2NaOH+H2CO3 Na2CO3+2H2ONaOH+CO2 NaHCO317第17页 影响土壤碱化因素 气候因素 碱性土分布在干旱、半干旱地区。干旱、半干旱条件下,蒸发量大于降雨量,土壤中盐基物质,随着蒸发而表聚,使土壤碱化。生物因素 Na、K、Ca、Mg等盐基生物积累。一些植物适应在干旱条件下生长,有富集碱性物质作用。如:海蓬子含Na2CO3 3.75%,碱蒿含2.76%,盐蒿含2.14%,芦苇含0.49%。母质 1.碱性物质基原来源。基性岩、超基性岩富含碱性物质,含盐基物质多,形成土壤为碱性。2.沿海滩涂淤泥 3.中性硫酸盐母质:Na2SO4转化为Na2S18第18页l 影响土
11、壤碱化原因影响土壤碱化原因 地形原因地形原因高中洼和洼中高地形高中洼和洼中高地形盐随水来,盐随水去,水去气散,气散盐存盐随水来,盐随水去,水去气散,气散盐存施肥和浇灌施肥和浇灌 施用碱性肥料或用碱性水浇灌会使土壤碱化。施用碱性肥料或用碱性水浇灌会使土壤碱化。19第19页 依据我国土壤反应实际差异情况及其与依据我国土壤反应实际差异情况及其与肥力关系,可把土壤反应分为以下肥力关系,可把土壤反应分为以下7 7级:级:土壤酸碱性分级土壤酸碱性分级 强酸性强酸性 酸性酸性微酸性微酸性 中性中性微碱性微碱性碱性碱性强碱性强碱性pH值值4.5pH值值4.55.5 pH值值5.66.5pH值值 6.67.4p
12、H值值7.58.0pH值值8.19.0pH值值9020第20页pH=721第21页四、影响土壤四、影响土壤pHpH原因原因 土壤形成影响原因(气候、生物、母质)及人为活动都土壤形成影响原因(气候、生物、母质)及人为活动都会影响土壤酸度。会影响土壤酸度。土壤酸度也受其它土壤原因强烈影响:土壤酸度也受其它土壤原因强烈影响:l 盐基饱和度盐基饱和度(BS):):一定范围内一定范围内pH随随BS增加而增高。增加而增高。土壤土壤pH 5.0 5.05.5 5.56.0 6.07.0 BS(%)30 3060 6080 80100l土土壤空气壤空气CO2分压分压 CaCO3CO2H2O体系体系KaKs2p
13、H=K+pCa+pCO2 K=p(Ka/Ks)石灰性土壤石灰性土壤pH随随pCO2 增大而增大,改变于增大而增大,改变于6.88.5之间之间(田间田间)。22第22页l土壤水分含量土壤水分含量 含水量影响离子在固液相间分配、盐类溶解和解离以及交含水量影响离子在固液相间分配、盐类溶解和解离以及交换性离子解离度,从而影响换性离子解离度,从而影响pH。普通地,。普通地,pH随含水量增加有随含水量增加有升高趋势(稀释效应)。土壤升高趋势(稀释效应)。土壤pH测定时应控制土水比测定时应控制土水比(1:2.5)。l土壤氧化还原条件土壤氧化还原条件 土壤淹水还原土壤淹水还原,pH向中性点趋近向中性点趋近(酸
14、性土酸性土pH升高,碱性土降低升高,碱性土降低)。酸酸性性土土还还原原pH升升高高,因因为为Fe2O3、MnO2还还原原溶溶解解度度增增大大,显显示示碱性,有机质加紧还原过程。碱性,有机质加紧还原过程。碱性土还原碱性土还原pH下降,主要因为在嫌气条件下有机酸和下降,主要因为在嫌气条件下有机酸和CO2积累过积累过程及其综合作用。程及其综合作用。23第23页第二节第二节 土壤氧化还原性土壤氧化还原性土壤剖面分异和物质移动土壤剖面分异和物质移动养分生物有效性养分生物有效性污染物质缓冲性污染物质缓冲性.24第24页一、土壤氧化还原体系一、土壤氧化还原体系 土壤中同一物质可分为氧化态土壤中同一物质可分为
15、氧化态(剂剂)和还原态和还原态(剂剂),组,组成对应氧化还原体系成对应氧化还原体系 。25第25页土壤氧化还原体系土壤氧化还原体系土土壤壤中中主主要要氧氧化化剂剂是是空空气气中中O2,其其次次是是NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-。土土壤壤中中主主要要还还原原剂剂是是有有机机质质,尤尤其其是是新新鲜鲜未未分解有机质。分解有机质。将土壤中氧化还原体系分为:将土壤中氧化还原体系分为:(1)无无机机体体系系:氧氧体体系系、铁铁体体系系、锰锰体体系系、氮体系、硫体系、氢体系。氮体系、硫体系、氢体系。(2)有机体系)有机体系:各种有机物质。:各种有机物质。第26页l土土壤氧化还原体系特点壤氧化还原
16、体系特点 是主要氧化剂是主要氧化剂:在通气良好土壤中,氧体系控制氧化还原反应,在通气良好土壤中,氧体系控制氧化还原反应,使各种物质呈氧化态,如使各种物质呈氧化态,如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。等。SOM(尤其是新鲜有机物尤其是新鲜有机物)是还原剂是还原剂:土壤缺土壤缺条件下,将氧化物条件下,将氧化物转化为还原态。转化为还原态。土壤氧化还原体系可分为无机体系和有机体系土壤氧化还原体系可分为无机体系和有机体系:无机体系反应普通无机体系反应普通是可逆,有机体系和微生物参加条件下反应是半可逆或不可逆。是可逆,有机体系和微生物参加条件下反应是半可逆或不可逆。27第27页 氧化还原反应不完
17、全是纯化学反应,很大程度上有微生物参加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加如如:NH4+NO2-NO3-(分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成)土壤是不均匀多相体系,不一样土壤和同一土层不一样部位,土壤是不均匀多相体系,不一样土壤和同一土层不一样部位,氧化还原情况会有不一样差异。氧化还原情况会有不一样差异。土壤氧化还原情况随栽培管理办法尤其是灌水、排水而改变土壤氧化还原情况随栽培管理办法尤其是灌水、排水而改变。土壤中氧化还原平衡经常变动,不一样时间、空间,不一样耕作土壤中氧化还原平衡经常变动,不一样时间、空间,不一样耕作 管理办法等都会改变
18、管理办法等都会改变Eh值。严格地说,土壤氧化还原永远不可能到值。严格地说,土壤氧化还原永远不可能到达真正平衡。达真正平衡。l土土壤氧化还原体系特点壤氧化还原体系特点 28第28页l强度指标强度指标氧化还原电位氧化还原电位(Eh)土壤溶液中氧化态物质和还原态物质浓度关系改变而产生电土壤溶液中氧化态物质和还原态物质浓度关系改变而产生电位。位。单位为伏单位为伏(V)或毫伏或毫伏(mV)Oxidized state+ne reduced state电子活度负对数电子活度负对数(pe)二、土壤氧化还原指标二、土壤氧化还原指标29第29页l数量指标数量指标 土壤中氧化、还原性物质数量。土壤中氧化、还原性物
19、质数量。l Eh与与pH 关系关系 土壤氧化还原反应总有土壤氧化还原反应总有H+参加,参加,H+活度对氧化还原平衡活度对氧化还原平衡有直接影响。有直接影响。Oxidized state+ne+mH+reduced state+xH2O Eh随随pH升高而降低,每单位升高而降低,每单位pH引发引发Eh改变为改变为59mV(25)。)。同一氧化还原反应在碱性溶液中比在酸性溶液中轻易进行。同一氧化还原反应在碱性溶液中比在酸性溶液中轻易进行。30第30页三、影响土壤氧化还原原因三、影响土壤氧化还原原因1、土壤通气性:、土壤通气性:通气性好,通气性好,O2浓度高,浓度高,Eh值高,氧化性强。值高,氧化性
20、强。2、微生物活动:、微生物活动:微生物活动消耗微生物活动消耗O2多,多,Eh值降低。值降低。3 3、易分解有机质含量、易分解有机质含量有机有机质质分解主要是耗氧分解主要是耗氧过过程,在一定通气条件下,土壤中易分解程,在一定通气条件下,土壤中易分解有机愈多,耗氧也愈多,其氧化有机愈多,耗氧也愈多,其氧化还还原原电电位就位就较较低。低。31第31页4、植物根系代谢作用植物根系代谢作用根根系系消消耗耗O2,根根系系分分泌泌物物能能增增加加根根际际微微生生物物和和直直接接参参加加氧氧化化还还原原反反应应,故故根根际际土土壤壤Eh值值低低于于根根外外土土壤壤。不不过过水水生生植植物物,含含有有分分泌泌
21、O2和和通气组织,根际土通气组织,根际土Eh值高于根外土壤。值高于根外土壤。植物植物与根距离(mm)两端差两端差123410小麦小麦440458467488514-74大豆大豆554561566567568-14水稻水稻27626425924122155第32页5.土壤土壤pH土土壤壤氧氧化化还还原原反反应应总总有有H+参参加加,所所以以土壤土壤pH对对Eh值有显著影响。值有显著影响。在标准情况下有以下关系:在标准情况下有以下关系:总来普通土壤Eh值随pH上升而下降。第33页第三节 土壤胶体一、土壤胶体概念一、土壤胶体概念 土壤中固相、液相和气相呈相互分散胶土壤中固相、液相和气相呈相互分散胶体
22、状态,其固体颗粒直径小体状态,其固体颗粒直径小1m1m,土壤胶体常,土壤胶体常指这些固相颗粒。即土壤学中所指土壤胶体是指这些固相颗粒。即土壤学中所指土壤胶体是指土壤颗粒直径小于指土壤颗粒直径小于2m2m或者小于或者小于1m1m土壤微土壤微粒粒。34第34页二、土壤胶体结构二、土壤胶体结构1、微粒核(胶核)、微粒核(胶核)微粒核是土壤胶体微粒关键部微粒核是土壤胶体微粒关键部分,它是由组成胶体微粒基本物质分,它是由组成胶体微粒基本物质分子群所组成分子群所组成。35第35页2、扩散双电层、扩散双电层 扩散双电层是胶体表面电荷吸引反扩散双电层是胶体表面电荷吸引反号电荷离子,在固相界面正负电荷分别号电荷
23、离子,在固相界面正负电荷分别排成两层,在电解质溶液中部分反号离排成两层,在电解质溶液中部分反号离子呈扩散状态分布。扩散双电层分以下子呈扩散状态分布。扩散双电层分以下两层。两层。36第36页(1)决定电位离子层)决定电位离子层 是吸附在胶粒核表面,决定胶粒电荷是吸附在胶粒核表面,决定胶粒电荷正负及大小一层离子。正负及大小一层离子。(2)赔偿离子层)赔偿离子层 分为两个层次。分为两个层次。n非活性赔偿离子层。非活性赔偿离子层。n扩散层。扩散层。37第37页3、胶团间溶液:胶团间溶液:胶体分散体系中分散介质,胶粒胶体分散体系中分散介质,胶粒之间土壤溶液。之间土壤溶液。38第38页胶体微粒扩散双电层结
24、构图式胶体微粒扩散双电层结构图式39第39页胶团双电层胶核赔偿层(双电外层)定位离子层(双电内层)不活动层扩散层胶核微粒团胶粒第40页 单单位位质质量量或或体体积积物物体体总总表表面面积积称称为为比比表表面面积积或比面(或比面(cmcm2 2/g,cm/g,cm2 2/cm/cm3 3)。)。在在物物体体表表面面,因因为为表表面面分分子子四四面面不不都都是是相相同同分分子子,受受到到力力就就不不均均衡衡,使使表表面面分分子子对对外外表表现现有有剩剩下下能能量量,这这种种能能量量是是因因为为表表面面存存在在而而产产生生,所所以以叫叫做做表面能。表面能。三、土壤胶体性质三、土壤胶体性质(一)巨大比
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土壤 化学性质 环境 意义 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。