土壤緩衝性

當少量的酸性或鹼性物質加入土壤後，土壤具有緩和其酸鹼反應變化的性能。土壤緩衝性能主要通過土壤膠體的離子交換作用、強鹼弱酸鹽的解離等過程來實現，當然對某一具體土壤而言這種緩衝性能是有限的。

基本介紹

• 中文名：土壤酸鹼性和緩衝性
• 外文名：soil buffering power
• 簡稱：土壤緩衝性
• 拉丁文名：Solum pH et cushioning
• 學科：土壤學
• 目錄：土壤酸鹼性

釋文

概述：

土壤緩衝性能主要通過土壤膠體的離子交換作用、強鹼弱酸鹽的解離等過程來實現，因此土壤緩衝性能的高低取決於土壤膠體的類型與總量、土壤中碳酸鹽、重碳酸鹽、矽酸鹽、磷酸鹽和磷酸氫鹽的含量等。

土壤的緩衝性(Buffering Effect of Soil)

土壤具有一定的抵抗土壤溶液中H+或OH-濃度改變的能力，稱為土壤的緩衝性能。 由於土壤具有緩衝性，因而有助於緩和土壤酸鹼變化，為植物生長和微生物活動創造比較穩定的生活環境。土壤緩衝作用是因土壤膠體吸收了許多代換性陽離子，如Ca2+、 Mg2+、Na+等可對酸起緩衝作用，H+、 Al3+可對鹼起緩衝作用。土壤緩衝作用的大小與土壤代換量有關，其隨代換量的增大而增大。

土壤酸度類型及來源

活性酸

土壤中的水分不是純淨的，含有各種可溶的有機、無機成分，有離子態、分子態，還有膠體態的，因此土壤中的水實際上是一種極為稀薄的溶液。鹽鹼土中土壤溶液的濃度比較高。由土壤溶液中游離的H+引起的，常用pH值表示，即溶液中氫離子濃度的負對數。土壤酸鹼性主要根據活性酸劃分：pH在6.6~7.4之間為中性。我國土壤pH一般在4—9之間，在地理分布上由南向北pH逐漸減小，大致以長江為界。長江以南的土壤為酸性和強酸性，長江以北的土壤多為中性或鹼性，少數為強鹼性。

潛性酸

土壤膠體上吸附的氫離子或鋁離子，進入溶液後才會顯示出酸性，稱之為潛性酸，常用1000克烘乾土中氫離子的厘摩爾數表示

潛性酸可分為兩類：

（1）代換性酸：用過量中性鹽（氯化鉀、氯化鈉等）溶液，與土壤膠體發生交換作用，土壤膠體表面的氫離子或鋁離子被侵提劑的陽離子所交換，使溶液的酸性增加。測定溶液中氫離子的濃度即得交換性酸的數量。

（2）水解性酸：用過量強鹼弱酸鹽（CH3COONa）浸提土壤，膠體上的氫離子或鋁離子釋放到溶液中所表現出來的酸性。CH3COONa水解產生NaOH，pH值可達8.5，Na+可以把絕大部分的代換性的氫離子和鋁離子代換下來，從而形成醋酸，滴定溶液中醋酸的總量即得水解性酸度。

交換性酸是水解性酸的一部分，水解能置換出更多的氫離子。

要改變土壤的酸性程度，就必須中和溶液中和膠體上的全部交換性氫離子和鋁離子。在酸性土壤改良時，可根據水解性酸來計算所要施用的石灰的量。

土壤酸的來源

土壤中H+的來源

由 CO2引起（土壤空氣、有機質分解、植物根系和微生物呼吸）；土壤有機體的分解產生有機酸，硫化細菌和硝化細菌還可產生硫酸和硝酸；生理酸性肥料（硫酸銨、硫酸鉀等）。

氣候對土壤酸化的影響

在多雨潮濕地帶，鹽基離子被淋失，溶液中的氫離子進入膠體取代鹽基離子，導致氫離子積累在土壤膠體上。東北地區的酸性土是在寒冷多雨的氣候條件下產生的。北和西北地區的降雨量少，淋溶作用弱，導致鹽基積累，土壤大部分為石灰性、鹼性或中性土壤。

鋁離子的來源

粘土礦物鋁氧層中的鋁，在較強的酸性條件下釋放出來，進入到土壤膠體表面成為代換性的鋁離子，其數量比氫離子數量大得多，土壤表現為潛性酸。長江以南的酸性土壤主要是由於鋁離子引起的。

土壤鹼度

OH離子的來源

土壤弱酸強鹼鹽的水解，碳酸及重碳酸的鉀、鈉、鈣、鎂等鹽類。如Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等；其次是土壤膠體上的Na+的代換水解作用。

鹼度的表示方法

土壤鹼性的高低用pH值表示，越大鹼性越強，鹼性過強，對植物或微生物（少數耐鹼或喜鹼的除外）的生長不利。

用Na+的飽和度表示。

土壤酸鹼性調節

土壤酸鹼性對植物的影響

1、各種植物對土壤酸鹼性的要求是不同的，有些植物對pH值要求不嚴格，即可在很寬的範圍內正常生長，而大多數植物在pH>9.0或<2.5的情況下都難以生長。

喜酸植物：杜鵑屬、越桔屬、茶花屬、杉木、松樹、橡膠樹、帚石蘭

喜鈣植物：紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏屬、椴樹、榆樹等

喜鹽鹼植物：檉柳、沙棗、枸杞等

2、植物病蟲害與土壤酸鹼性直接相關：1）、地下害蟲往往要求一定範圍的pH環境條件如竹蝗喜酸而金龜子喜鹼；2）、有些病害只在一定的pH值範圍內發作，悴倒病往往在鹼性和中性土壤上發生。

3、土壤活性鋁：土壤中的活性鋁是土壤膠體上吸附的交換性鋁和土壤溶液中的鋁離子，它是一個重要的生態因子，對自然植被的分布、生長和演替有重大影響；在強酸性土壤中含鋁多，生活在這類土壤上的植物往往耐鋁甚至喜鋁（帚石蘭、茶樹）；但對於一些植物來說，鋁是有毒性的，如三葉草、紫花苜蓿，土壤中富鋁時生長受抑制；研究表明鋁中毒是人工林地力衰退的一個重要原因。

土壤酸鹼性對養分有效性的影響

1、在正常範圍內，植物對土壤酸鹼性敏感的原因，是由於土壤pH值影響土壤溶液中各種離子的濃度，影響各種元素對植物的有效性；

2、土壤酸鹼性與土壤中植物營養元素的有效性關係：

（1）氮在6~8時有效性較高，是由於在小於6時，固氮菌活動降低，而大於8時，硝化作用受到抑制；

（2）、磷在6.5~7.5時有效性較高，由於在小於6.5時，易形成磷酸鐵、磷酸鋁，有效性降低，在高於7.5時，則易形成磷酸二氫鈣；

（3）、酸性土壤的淋溶作用強烈，鉀、鈣、鎂容易流失，導致這些元素缺乏。在pH高於8.5時，土壤鈉離子增加，鈣、鎂離子被取代形成碳酸鹽沉澱，因此鈣、鎂的有效性在pH6—8時最好；

（4）鐵、錳、銅、鋅、鈷五種微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高；鉬酸鹽不溶於酸而溶於鹼，在酸性土壤中易缺乏；硼酸鹽在pH5—7.5時有效性較好。

土壤酸鹼性的調節

1、調節酸性土壤，最常用的方法是施加石灰，我國多施加氧化鈣或氫氧化鈣，而國外常用碳酸鈣粉末。石灰使用量可參考潛性酸度計算，並根據石灰種類、性狀、土壤質地、有機質含量、植物種類及氣候因子綜合考慮。

過量使用石灰，會使有機質過度分解，導致土壤板結。

2、調節鹼性土壤，常使用石膏（CaSO4）或硫酸亞鐵或硫磺等

使用石膏是通過離子代換作用把土壤中有害的鈉離子代換出來，在結合灌水使之淋洗出去。

土壤的緩衝性

定義：

在自然條件下，土壤pH值不因土壤酸鹼環境條件的改變而發生劇烈的變化，而是保持在一定的範圍內，土壤這種特殊的抵抗能力，稱為緩衝性。

意義：

使土壤酸度保持在一定的範圍內，避免因施肥、根的呼吸、微生物活動、有機質分解和濕度的變化而pH值強烈變化，為高等植物和微生物提供一個有利的環境條件。

原因：

1、土壤膠體的代換性能

土壤膠體上吸收的鹽基離子多，則土壤對酸的緩衝能力強；當吸附的陽離子主要為氫離子時，對鹼的緩衝能力強。

2、土壤中有多種弱酸及其鹽類

弱酸種類如：碳酸、重碳酸、矽酸和各種有機酸。

3、兩性有機物質

胺基酸是兩性化合物，氨基可中和酸，羧基可中和鹼。

4、兩性無機物質

影響土壤緩衝性的因素

1、粘粒礦物類型：含蒙脫石和伊利石多的土壤，起緩衝性能也要大一些；

2、粘粒的含量：粘粒含量增加，緩衝性增強；

3、有機質含量：有機質多少與土壤緩衝性大小成正相關。

一般來說，土壤緩衝性強弱的順序是腐殖質土大於粘土大於砂土，故增加土壤有機質和粘粒，就可增加土壤的緩衝性。